非金属矿物开发与利用课程论文论文题目铝土矿矿选矿论述学院名称专业名称学生姓名学生学号任课教师设计（论文）成绩教务处制2015年12 月3日目录铝土矿矿选矿 (3)1 引言 (3)2 铝土矿的成分 (4)2.1 铝土矿的矿物成分 (4)2.2 铝土矿的化学成分 (4)3 铝土矿的分类 (5)4 铝土矿资源特点 (5)5 铝土矿的用途 (6)6 铝土矿选矿脱硅 (7)6.1 正浮选脱硅 (7)6.2 反浮选脱硅 (9)6.3 化学选矿脱硅 (10)6.4生物选矿脱硅法： (12)6.5 辐射选矿法： (12)7 铝土矿的浮选法研究 (12)7.1 正浮选脱硅 (12)7.2 正浮选脱硅存在的问题： (12)7.3反浮选脱硅 (12)7.4与正浮选相比，反浮选技术将可望具有以下特点： (13)8 小结 (13)参考文献 (14)铝土矿矿选矿论述摘要:运用我国氧化铝工业发展的最新数据,分析了铝土矿选矿脱硅的重要性和目标；根据作者长期从事铝土矿选矿理论研究与实践工作得到的认识,论述了铝土矿矿石性质与选矿的关系；介绍了作者所研发的“铝土矿选择性磨矿—聚团浮选脱硅”工艺及其在中州铝业公司工业应用的效果；探讨了铝土矿选矿脱硅实践中存在的问题与今后的工作方向。
关键词:铝土矿选矿脱硅Abstract:Newest data of China’s alum in an industry development are used in analyzing the importance and objective of desilication in bauxite beneficiation. Based on the knowledge gained in long time theoretical research and practice of bauxite beneficiation, the authors elaborate the relationship between bauxite ore properties and its beneficiation, describe the process of “bauxite selective grinding-agglomeration flotation for silica removal” developed by the authors and its industrial application in ZhongzhouAluminium Co. and discuss the existing problems inand future work orientation of desilication in bauxite beneficiation Keywords: Bauxite, Beneficiation, Desilication1引言铝土矿实际上是指工业上能利用的，以三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石为主要矿物所组成的矿石的统称。
铝土矿的应用领域有金属和非金属两个方面，是生产金属铝的最佳原料，也是最主要的应用领域，其用量占世界铝土矿总产量的90%以上。
铝土矿在非金属方面的用量所占比重虽小，但用途却十分广泛。
我国铝土矿具有资源丰富、铝高、硅高的特点，不能满足拜耳法生产氧化铝的要求[1]。
通过采用经济高效的选矿技术脱硅获得高铝硅比精矿，而后选精矿采用拜耳法生产氧化铝，即选矿——拜耳法，是近期内增强我国氧化铝工业生存与竞争能力，并使之充满活力的重要途径[2]。
在微细物料分选技术中，浮选机曾经是普遍应用的设备。
但随着贫、细铝土矿资源的开发，浮选机对微细物料分选效率低的劣势更加明显，因而造成现有分选流程复杂，生产成本高，进而影响了铝土矿选矿技术的推广。
2铝土矿的成分铝土矿的成分分为矿物成分和化学成分。
2.1铝土矿的矿物成分铝土矿的矿物成分包括：三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石。
三水铝石的化学组成为Al(OH)3﹑晶体属单斜晶系P21/n空间群的氢氧化物矿物。
与拜三水铝石和诺三水铝石成同质多象。
旧称三水铝矿或水铝氧石。
三水铝石是铝的氢氧化物结晶水合物，在铝土矿中它是主要的成分。
三水铝石的晶体极细小，晶体聚集在一起成结核状、豆状或土状，一般为白色，有玻璃光泽，如果含有杂质则发红色。
它们主要是长石等含铝矿物风化后产生的次生矿物。
晶体结构与水镁石相似，由夹心饼干式的(OH)-Al-(OH)配位八面体层平行叠置而成﹐只是Al3+不占满夹层中的全部八面体空隙，仅占据其中的2/3。
一水硬铝石又名水铝石，结构式和分子式分别为AlO(OH)和Al2O3·H2O。
斜方晶系，结晶完好者呈柱状、板状、鳞片状、针状、棱状等。
矿石中的水铝石一般均含有TiO2、SiO2、Fe2O3、Ga2O3、Nb2O5、Ta2O5、TR2O3等不同量类质同象混入物。
水铝石溶于酸和碱，但在常温常压下溶解甚弱，需在高温高压和强酸或强碱浓度下才能完全分解。
一水硬铝石形成于酸性介质，与一水软铝石、赤铁矿、针铁矿、高岭石、绿泥石、黄铁矿等共生。
其水化可变成三水铝石，脱水可变成α刚玉，可被高岭石、黄铁矿、菱铁矿、绿泥石等交代。
一水软铝石又名勃姆石、软水铝石，结构式为AlO(OH)，分子式为Al2O3·H2O。
斜方晶系，结晶完好者呈菱形体、棱面状、棱状、针状、纤维状和六角板状。
矿石中的一水软铝石常含Fe2O3、TiO2、Cr2O、Ga2O3等类质同象。
一水软铝石可溶于酸和碱。
该矿物形成于酸性介质，主要产在沉积铝土矿中，其特征是与菱铁矿共生。
它可被一水硬铝石、三水铝石、高岭石等交代，脱水可转变成一水硬铝石和α刚玉，水化可变成三水铝石。
2.2铝土矿的化学成分铝土矿的化学成分主要为Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2、H2O，五者总量占成分的95%以上，一般＞98%，次要成分有S、CaO、MgO、K2O、Na2O、CO2、MnO2、有机质、碳质等，微量成分有Ga、Ge、Nb、Ta、TR、Co、Zr、V、P、Cr、Ni等。
3 铝土矿的分类按矿石中有用矿物成分种类可将铝土矿划分为：三水铝石(Gibbsite)型、一水软铝石(Boehmite)型、一水硬铝石(Diaspore)型。
我国铝土矿资源以一水硬铝石型为主，占全国总储量的98%，铝硅比偏低，约在4~6%之间，80% 以上均为中低品位的铝土矿。
不同类型铝土矿的矿石矿物组成存在较大的差异，我国铝土矿以一水硬铝石型矿石为主，沉积型铝土矿和堆积型铝土矿均属此类型。
其次尚有少量三水铝石型铝土矿，即红土型铝土矿[3]。
一水硬铝石型铝土矿的矿物组成以一水硬铝石为主，在40%-95% 之间；其次是高岭石，在10%-40% 之间；其余还有蒙脱石、水云母等；除此之外，还含有少量的针铁矿、褐铁矿、黄铁矿、赤铁矿、金红石、锆石等。
其矿物组分尽管以一水硬铝石为主，但是次要矿物组分中也含有一些次生三水铝石、一水软铝石、微量独居石、少量石英等[4]。
我国三水铝石型铝土矿矿物组分，以三水铝石为主，在30%-95% ；其次含有少量高岭石、一水硬铝石、赤铁矿、褐铁矿、石英、锆石、蛋白石等。
4 铝土矿资源特点我国铝土矿资源较为丰富，已探明的储量约23亿吨，居世界第四位，而远景储量估计可达40多亿吨[5]。
我国铝土矿资源具有以下一些主要特点：矿石类型主要为一水硬铝石型，分布比较集中。
我国铝土矿资源中一水硬铝石型铝土矿要占98％以上，主要分布于山西、河南、广西、贵州、山东及四川、云南等7省区。
其中沉积型铝土矿占总储量的89.9％，堆积型铝土矿占总储量的8.5％，其余1％多基本上属于红土型铝土矿[6]。
在这些储量中，适于坑采的占45.49％，可完全露采的占24.32％，适于露采与坑采相结合的占29.97％[6]。
矿物嵌布粒度较细。
我国的一水硬铝石型铝土矿中，大多数一水硬铝石呈均匀分布，只有少数呈微粒集合体产出；有的一水硬铝石则构成鲕粒或同高岭石等铝硅酸盐矿物一起构成多层鲕粒；还有一部分呈胶质或隐晶质出现。
一水硬铝石的嵌布粒度一般在5μm～10μm[7-9]。
与国外铝土矿相比，我国铝土矿明显具有高铝、高硅、低铁的特点。
虽然，我国的铝土矿中A1203的含量比较高，但是由于矿石中同时含有较高的Si02，因此矿石的铝硅比总体较低。
我国主要省区铝土矿的基本特征与化学组成如表1-1所示[10]。
5 铝土矿的用途最重要的用途是：铝工业中提炼金属铝、作耐火材料和研磨材料，以及用作高铝水泥原料。
铝土矿在非金属方面的用量所占比重虽小，但用途却十分广泛。
(1)炼铝工业。
用于国防、航空、汽车、电器、化工、日常生活用品等。
(2)精密铸造。
矾土熟料加工成细粉做成铸模后精铸。
用于军工、航天、通讯、仪表、机械及医疗器械部门。
(3)用于耐火制品。
高铝矾土熟料耐火度高达1780℃，化学稳定性强、物理性能良好。
(4)硅酸铝耐火纤维。
具有重量轻，耐高温，热稳定性好，导热率低，热容小和耐机械震动等优点。
用于钢铁、有色冶金、电子、石油、化工、宇航、原子能、国防等多种工业。
它是把高铝熟料放进融化温度约为2000～2200℃的高温电弧炉中，经高温熔化、高压高速空气或蒸汽喷吹、冷却，就成了洁白的“棉花”——硅酸铝耐火纤维。
它可压成纤维毯、板或织成布代替冶炼、化工、玻璃等工业高温窑炉内衬的耐火砖。
消防人员可用耐火纤维布做成衣服。
(5)以镁砂和矾土熟料为原料，加入适当结合剂，用于浇注盛钢桶整体桶衬效果甚佳。
(6)制造矾土水泥，研磨材料，陶瓷工业以及化学工业可制铝的各种化合物。
6 铝土矿选矿脱硅从某种意义上说，以铝土矿作原料生产氧化铝的化工过程实际上是一个通过脱硅除铁，以获得满足铝冶炼或生产特殊用途氧化铝要求的原料的过程[11-12]。
对于拜耳法生产氧化铝工艺而言，氧化铁多呈惰性，一般不会对氧化铝生产产生严重影响。
而硅却是最有害的杂质之一，它一方面会造成Na20和A1203的损失，污染氢氧化铝，降低产品质量；另一方面生成钠硅渣结疤，使设备的传热系数降低、溶出过程能耗增加，设备维护难度加大。
可以这么讲，拜耳法生产氧化铝的工艺过程主要是铝硅的分离，即脱硅。
但本文这里所讲的铝土矿脱硅是针对原料，通过脱硅来提高矿石的A/S，以获得高质量的铝土矿精矿供拜耳法生产氧化铝的处理过程。
目前，为降低铝土矿中的含硅量，主要是通过选矿的方法来实现脱硅，即物理选矿脱硅、化学选矿脱硅等。
其中物理选矿脱硅中研究最多，也最有前途的方法是浮选法，它又包括正浮选脱硅、反浮选脱硅。
除了物理选矿法和化学选矿法外，采用生物选矿方法也可实现铝土矿的脱硅[13-14]，提高矿石的A/S。
但就目前的研究状况而畜，生物选矿脱硅尚存在反应速度慢、条件要求苛刻以及技术经济指标不好等缺点，近期难有应用于生产的可能。