中国地质大学（武汉）资源学院本科生课程（设计）报告课程名称：选矿概论学时： 24题目：铝土矿选矿脱硅技术研究学生姓名：学生学号： 20101009999 专业：资源勘查工程（固体矿产方向）班级： 021102 任课老师：朱志彬完成日期： 2013.11.122、必须用红色签字笔或圆珠笔批阅，用铅笔批阅无效；3、正文应该有批阅标示内容；4、建议用A4纸张打印；批阅报告及时交系办存档；目录摘要............................................................................................................................... 错误！未定义书签。

关键词. (1)1. 绪论 (1)2 化学选矿脱硅技术研究 (2)2. 1 焙烧—氢氧化钠溶出脱硅技术 (2)2. 2 氢氧化钠直接溶出—复合场分选脱硅技术 (3)3生物选矿脱硅技术研究 (3)4联合流程脱硅技术研究 (3)5物理选矿脱硅技术研究 (4)5. 1 洗矿、筛分脱硅技术 (4)5. 2 选择性絮凝脱硅技术 (4)5. 3 反浮选脱硅技术 (5)5. 4 正浮选脱硅技术 (5)5. 4. 1 三水铝石型铝土矿正浮选脱硅技术 (5)5. 4. 2 一水硬铝石型铝土矿正浮选脱硅技术研究 (5)5. 4. 3 一水硬铝石型铝土矿正浮选脱硅技术研究的最新进展 (6)6展望 (8)7 心得体会 (9)参考文献 (10)铝土矿选矿脱硅技术研究摘要:铝土矿是氧化铝工业的重要原料, 铝土矿铝硅比较低是制约我国氧化铝工业发展的瓶颈。

研究经济有效的选矿脱硅技术, 以高铝硅比选矿精矿直接采用拜耳法生产氧化铝( 选矿——拜耳法) 可望缩短生产流程, 减少能耗, 降低生产成本。

本文较为详细地介绍铝土矿选矿脱硅技术研究现状和最新进展, 分析发展趋势。

关键词: 铝土矿；选矿；脱硅1. 绪论铝土矿是氧化铝工业的重要原料。

世界铝土矿资源丰富, 据估计, 铝土矿储量为245 亿t , 而资源( 包括储量和潜在储量) 为350~ 400 亿t [ 1] 。

主要分布于澳大利亚、几内亚、巴西、越南、牙买加、印度、苏里南、印尼、希腊及中国。

矿石类型主要分为: 三水铝石型、一水软铝石型、一水硬铝石型及一水硬铝石—一水软铝石型。

多数为三水铝石型, 其特点是: 铝低硅低, 铝硅比高( 一般均在10 以上) , 氧化铁含量一般都较高。

截止1996 年底, 我国18 个省( 区) 310个矿区保有铝土矿地质储量共22. 73 亿t,列居世界第四位, 预计资源总量可达40 亿t以上[ 2] 。

全国铝土矿铝硅比分配数据列于表1。

按美国矿务局公布的1978~ 2000 年资源保证程度分类的标准衡量, 我国铝土矿资源属于供应十分充裕的矿种。

因此完全具备发展氧化铝工业的资源条件。

我国铝土矿绝大部分属于高铝、高硅、细粒嵌布一水硬铝石型, 铝硅比( A/ S) 在10以上的铝土矿不到总储量的10%, 大部分铝土矿铝硅比在4~ 8, 而且洗选困难, 因此不能经济地采用国外普遍采用的常规拜耳法生产氧化( 从经济的观点出发, 拜耳法一般要求入料铝硅比大于10) 。

目前, 我国主要氧化铝工业采用碱石灰烧结法和混联联合法生产氧化铝, 但是, 这两种生产方法与国外处理高品位铝土矿的常规拜耳法比较, 存在生产能耗高、工艺流程长、建设投资大、制造成本高等缺点。

另外, 我国混联法氧化铝厂近年来均采用高品位的民采矿, 并按质论价, 这样导致无序的采富弃贫, 资源利用率很低, 大量的中低品位矿石不能利用。

随着生产的不断发展, 高品位矿石也将很快用完, 预计仅能维持几年时间。

采用低品位矿将使现有生产能力大幅度下降, 成本升高, 经济效益恶化。

这样, 无疑对目前使用民采高品位矿的混联法氧化铝厂是潜在的危机。

上述缺点使我国氧化铝工业在国际上竞争力不强, 给我国氧化铝工业的生存与发展提出了挑战, 随着能源价格的不断上涨和铝土矿品位的逐年下降, 这种挑战变得日趋严峻。

制约氧化铝工业发展的瓶颈是铝土矿原料的铝硅比。

目前我国采用较多的联合法实质为拜耳法与烧结法的结合, 矿石先经拜耳法溶出, 拜耳法的赤泥和低A/ S 矿石采用烧结法生产, 因此, 若预先脱除矿石中的部分SiO2, 使矿石的A/ S 满足拜耳法生产氧化铝要求, 则可避免投资大、能耗高的低A/ S 原料焙烧作业, 也就是说, 针对中低铝硅比铝土矿采用选矿方法脱除矿石中的部分含硅矿物, 尔后以高铝硅比选矿精矿作原料采用拜耳法生产氧化铝, 即选矿拜耳法, 则可望缩短生产流程, 减少能耗, 降低生产成本, 成为迎接挑战的对策之一。

我国平果铝厂就是采用预先洗矿脱泥的方法,进一步提高矿石的A/ S, 然后采用拜耳法溶出, 其总能耗为15. 9GJ/ tAl2O3[ 4] , 与三水铝石能耗水平相近。

但我国大多数铝土矿矿石采用简单的洗矿脱泥方法, 难以获得良好的指标。

经过几十年的探索和研究, 开发了许多种铝土矿选矿脱硅技术, 一些工艺技术正日趋成熟。

本文将较为详细地介绍铝土矿选矿脱硅技术研究现状和最新进展, 分析发展趋势。

2 化学选矿脱硅技术研究化学选矿脱硅技术的特点是: 在脱硅过程中, 含硅矿物发生分解。

见报道的有焙烧氢氧化钠溶出脱硅技术和氢氧化钠直接溶出复合--分选脱硅技术。

2. 1 焙烧—氢氧化钠溶出脱硅技术[ 3]铝土矿焙烧—氢氧化钠溶出脱硅技术最初是由德国劳塔厂于40 年代为了处理高硅的匈牙利、奥地利和南斯拉夫的铝土矿而提出来的, 是对细粒级嵌布的或高岭石以微晶状的细小集合体与铝矿物紧密共生的难选铝土矿的一种有效脱硅方法。

其工艺主要包括焙烧、溶出、固液分离和碱液再生等作业, 原则流程见图1。

实验室研究结果表明, 原矿粒度为- 0. 15mm( 以前多为矿块) , 采用HR- 1 型高温管式焙烧炉焙烧, 焙烧温度为1000~1150 , 时间在20~ 40min, 溶出温度为140~ 150 , 液固比一般为3~ 5, 溶出时间10~ 20min( 或溶出温度100℃以下时, 液固比一般为5~ 8, 溶出时间3~ 4h) , 可获得较高的脱硅率。

研究结果还表明, 对脱硅有贡献的只是高岭石中的SiO2, 矿石中原来存在的- SiO2 是不会被脱除的; 溶出脱硅时被除去的是非晶态的SiO2。

前苏联采用焙烧氢氧化钠溶出脱硅技术, 将原矿1000下焙烧60min, 然后用10%的苛性钠溶液浸取2h, 可使77% 的SiO2 脱除, 而铝的回收率可达96%~ 98%,铝硅比可从2. 4 提高到8. 9~ 9. 8。

我国山东铝厂对含Fe2O34%、铝硅比4~ 5 的山西铝土矿, 经900~ 1100 焙烧, 以含碳酸钠的氢氧化钠溶液, 在0.294MPa 压力下浸出15min, 可使铝硅比达到12~ 13。

2. 2 氢氧化钠直接溶出—复合场分选脱硅技术氢氧化钠直接溶出—复合场分选脱硅技术是郑州轻金属研究院和北京矿冶研究总院根据高岭石和一水硬铝石在不同溶解温度溶解的特点以及水合铝硅酸钠与一水硬铝石颗粒在粒度、密度和复合场中的行为的差异提出来的。

其原则流程见图2。

采用氢氧化钠直接溶出复合场分选法处理山西孝义铝土矿[ 5], 溶出后采用SZ 复合场分选机分选, 原矿A/ S 5~ 7 时, 可获得精矿A/ S 11 以上, 回收率达80% 以上。

3 生物选矿脱硅技术研究生物选矿脱硅技术是有良好前途的铝土矿脱硅方法, 它能保证得到较高的工艺指标, 并消除对环境的污染。

生物选矿脱硅是以微生物分解硅酸盐和铝硅酸盐矿物, 如细菌可以将一个高岭土分子破坏为Al2O3 和SiO2, 从而使SiO2 转化为可溶物, 而氧化铝不溶得以分离。

前苏联哈萨克斯坦所进行的一个高岭石 三水铝石试验中[ 24] , 采用杆菌胶质类细菌对细泥和磁性产品浸出, 浸出温度28~ 30 , 液固比为5, 浸出时间为9d, 得到了约62%的脱硅率和99% 的Al2O3回收率。

Grondev a V I[ 18] 采用8 个菌种( 其中3 个为环状芽胞杆菌类, 3 个为其实验室突变种, 另2 个是粘液芽胞杆菌类) 对5 种矿样进行了5d 的脱硅试验, 硅浸出率为12. 5%~ 73. 6% , 硅可能与细菌产生的外多糖类结合成络合物, 使SiO2 转化为可溶物。

21 世纪是生物技术高速发展的世纪, 生物技术的进步将为细菌脱硅奠定技术基础, 克服浸出时间长等缺点。

4 联合流程脱硅技术研究[ 6, 8]前苏联采用筛选磁选浮选流程处理高岭石三水铝石铝土矿, 原矿含Al2O324. 4%、S iO29. 13%、Fe2O317. 53% , 经选别后可获得Al2O3 精矿品位49. 85% 、含SiO2为5. 95% 、A/ S 为8. 4、铝回收率58. 8% 的结果。

此外, 联合流程脱硅还有选择性碎解—选择性絮凝处理高岭石—一水软铝石型铝土矿, 筛选—选择性碎解—絮凝处理鲕状绿泥石—一水软铝石型铝土矿, 选择性碎解—浮选法, 选择性碎解—粒度分选浮选等[ 24]。

最近, 人们又提出了重选—浮选、浮选—分级、选择性絮凝—脱泥—反浮选等。

选择性絮凝的成功与否关键在于找到合适的分散剂和絮凝剂。

5物理选矿脱硅技术研究物理选矿脱硅技术的特点是: 以天然矿物形态除去含硅矿物, 达到降低铝土矿矿石中的SiO2 含量的目的。

其原则流程见图3。

物理脱硅技术可依据分选方法分为许多类。

常见的方法[ 6]有洗矿、筛分、浮选和选择性絮凝法等。

此外, 物理选矿脱硅技术还有辐射选矿法( 主要是光学法) 等。

前苏联用光电选矿法选别高岭石—三水铝石铝土矿, 可获得铝硅比大于9 的精矿; 对哈萨克斯坦铝土矿用辐射选矿法排除了富含在高岭石以及具有高导磁率和导电率鲕状绿泥石中的二氧化硅, 提高了铝硅比。

5. 1 洗矿、筛分脱硅技术洗矿、筛分脱硅技术是根据含硅矿物容易粉碎和泥化的特点, 将矿石破碎后通过圆筒洗矿机、振筛机和水力旋流器等设备, 除去细粒级, 从而提高矿石的A/ S。

一般适用于铝矿物嵌布粒度较粗、矿石含泥较高、泥含铝较低的三水铝石矿和个别一水硬铝石矿, 我国平果铝矿和澳洲一些铝矿正是采用这一工艺进行生产, 通常矿石A/ S 提高幅度不高, 回收率损失较大。

与洗矿筛分工艺类似的是, 有人[ 7] 研究过一水硬铝石、高岭石粘土岩和褐铁矿的粉碎行为, 发现在较长的磨矿时间下按粉碎难易程度的排列顺序为: 一水硬铝石>褐铁矿> 高岭石, 采用柱形钢砂的选择粉碎作用较强。

对原矿A/ S 3. 9 一水软铝石型铝土矿进行分选, 得到+ 43um 粒级精矿A/ S6. 20, 回收率为73. 8% , - 43um 粒级作为尾矿。