泡沫浮选法从铝土矿中分离硅摘要：本文介绍了一种全新的方法，即通过反浮选来富集三水铝石，以回收冶金级铝土矿精矿。

来自工业选厂的尾矿经磨洗和脱泥作业后，其中的石英硅可通过浮选法回收。

其中，以淀粉为抑制剂，醚胺为阴离子捕收剂，适宜的pH值为10.0左右。

中试试验得到了铝和不溶性硅之比为11.1的冶金级精矿，包含三水铝石和铁钛共生矿，其中可用铝含量为42.3%。

精矿再进一步用磁选法分选，可以得到54%的可用铝，铝和不溶性硅之比可达到12.6，最终精矿中可用铝的回收率高达69.3%。

关键字：反浮选非铁金属矿尾矿1介绍巴西拥有全球大约8%的铝土矿资源，此地区的铝土矿有两种类型，即高原铝土矿和山地铝土矿。

第一种，高原铝土矿，发现于北部矿床，例如Oriximiná-PA和Paragominas-PA这两个地方，其致密的连续矿层组成了广阔的高原地带。

第二种，山地铝土矿，出现在山顶和坡面。

因此相对于高原矿床，它没有广阔连续的矿体。

对于山地铝土矿来说，根据基岩性质的不同，每一个矿体都有其特殊的性质。

由于红土化作用随斜坡的不同而变化，即使是在相同矿体部分，矿石性质也存在很大差异。

这种类型的矿床被发现于巴西南部Zona da Mata 地区的Cataguases and Miraí矿床。

两种铝土矿的矿物学集合都包含三水铝石（巴西出现的唯一氧化铝）、石英、高岭石、铁氧化物和钛共生矿。

其它矿物均基于基岩以伴生矿形式出现。

2铝土矿浮选实践全球性铝土矿的工业实践都是在于直接将原矿给入铝生产厂。

Shaffer在他的中小型企业矿物加工手册关于铝的一章节中提到，实际上，通常用于金属工业的选矿方法并不适宜用来选铝，而且原矿已经过了破碎和筛分。

在中国，铝硅比低于8的一水硬铝石型铝土矿可用烧结法进行处理，或采用烧结法和拜尔法相结合工艺。

铝硅比大于10的矿石可直接用拜尔法进行处理。

根据这个比率，贫化更严重的矿石可以给入特殊设计的精炼设备。

相对于一般的铝土矿处理工艺，巴西延用着将选矿方法用于选铝工业的传统。

Mineracao Rio do Norte用洗涤和脱泥的方法处理铝土矿，而Mineracao Santa Lucrécia采用重介质分选流程。

Companhia Brasileira de Alumínio 在Itamarati de Minas 使用螺旋选矿机进行重介分选，强磁辅助分选之后再进行洗涤脱泥作业。

Companhia Brasileira de Alumínio 在他的Pocos de Caldas场所进行电选，Mineracao Rio Pomba 在Mercês, MG用跳汰机分选粗粒硅石。

然而，即使浮选是最重要的矿石分选方法，在选铝工业中，它仍属于一个新的工艺。

Bittencourt （1989）和Bittencourt et al.（1990）尝试采用浮选法直接浮选含50%三水铝石、35%石英、15%高岭石的巴西铝土矿，旨在得到一种可以用于生产铝耐火材料原料的三水铝石精矿。

此浮选法可分两步，第一步是在pH=2时，以烷基硫酸盐作为捕收剂，从石英中浮选出三水铝石和高岭石。

第二步是在pH=8时，以胺作为捕收剂，从三水铝石中浮选出高岭石。

Liu et al.、Wang et al. 和Xu et al.提到，铝硅比逐渐增大的一水硬铝石型铝土矿的成活力，可通过浮选法除去其中的石英来实现。

这些文献得出了一个结论，即反浮选可以生产出三水铝石和一水硬铝石型铝土矿精矿。

3试验试验所用矿样是由Brasileira de Alumínio-CBA公司提供的，这些矿样来自欠发达的矿体。

原矿分选试验在位于Itamarati de Minas的CBA制剂室完成。

主要流程包括洗矿、分级作业，这和用湿法脱泥作业回收细粒铝土矿是一样的。

同时，增加螺旋溜槽流程中轻矿物的产量，以此来为后续的浮选作业准备矿样。

对矿样进行粒度分析、化学分析、XRD分析、扫描电镜分析，矿物学分析之后，进行浮选试验。

前期的探索性试验表明，阴离子反浮选是将石英从三水铝石中分选出来的最有效的浮选方法。

工业用乙醚胺作为捕收剂，苛性玉米淀粉作为抑制剂。

在矿浆中加入氢氧化钠使其pH 保持在10.0，这是巴西铁矿分选中使用的惯例方法。

本文中所采用的流程与工业中使用的一种分选方法十分相似。

这些探索性试验指出：（1）0.297mm的粗粒也可以进行浮选；（2）条件试验产生了氢氧化铁矿泥，强制刮泡可以使矿泥很容易被除去。

所有浮选试验的给料粒度要均匀。

物料经过0.297mm的筛子，筛下物料给入1.0×1.0×2.5的Denver Attrition洗矿机进行洗矿。

用氢氧化钠使矿浆pH保持在10.0，同时氢氧化钠还可以加强颗粒的分散。

然后在直径40mm的微型分离器中进行脱泥，除去其中0.010mm的微细颗粒。

这些准备作业以及洗矿作业和脱泥作业，对除去矿泥很有必要，否则后续就要考虑强制刮泡问题。

经此分选作业之后，给料中含有23.9%的可用铝，43.7%的不溶性硅，0.9%的活性硅。

最初矿样中只有78%可以直接进行浮选。

需要强调的是，没有进行破碎作业。

螺旋选矿机的尾矿粒度也较细。

为了浮选试验的进行，小型试验使用1.5L的Denver浮选槽，半工业试验使用一个Denver 连续浮选槽，即六个五号浮选槽。

4结果4.1样品特性XRD分析表明，矿石中的有用矿物三水铝石为，脉石矿物为石英、钛铁矿、针铁矿、高岭石。

矿石的化学分析见表1，可见，样品中二氧化硅的含量很高，高达39.0%。

石英的含量按不溶性二氧化硅量计，高岭石中的二氧化硅属于活性硅。

三水铝石中的铝，用拜耳法回收，其含量高达24.7%。

表1 矿物的粒度和化学分析粒度（mm）可用铝（%）质量（%）活性硅（%）不溶性硅（%）Fe2O3（%）0.590 2.2 42.4 3.4 7.8 11.70.297 7.5 28.0 4.7 27.9 9.60.149 34.0 21.5 2.5 45.8 6.70.074 30.4 25.4 1.8 39.6 10.7-0.074 25.9 25.8 4.0 23.9 18.3合计100.0 24.7 2.9 36.1 11.2 由于二氧化硅以两种形式存在，因此，二氧化硅采用本文中提到的石英硅的处理法进行处理。

如图1所示，扫描电镜分析表明，石英颗粒已经达到单体解离，还有解离的三水铝石颗粒，尽管大部分还含有细粒钛铁矿的伴生颗粒。

同时，由于高岭石的出现，使得二氧化硅覆盖了三水铝石颗粒。

有用矿物还有极少数没有单体解离的钛铁伴生矿物。

图1 主要矿物的扫描电镜图像4.2 小型试验小型试验是在1.5L Denver浮选槽中进行的，矿浆中含有质量分数为40%的二氧化硅。

向矿浆中加入抑制剂静置五分钟，改变捕收剂和抑制剂的用量，从而得到最佳药剂用量。

试验结果如表2所示，可知，小型试验捕收剂和抑制剂的最佳用量均为300 g/t，可得到87.5%的冶金级精矿，其中可用铝含量为44.5%，回收率为47.2%。

在此试验中，铝硅比从给料的0.5增加到了13.1。

表2 小型试验—质量和金属量平衡表产品g/t 回收率（%）AA/SiO2品位（%）胺淀粉质量In SiO2AA Re SiO2 In SiO2Fe2O3 AA精矿200 200 49.9 5.2 91.4 8.5 0.57 4.5 14.3 42.9尾矿50.1 94.8 8.6 0.98 81.7 4.0 4.0精矿250 250 47.4 3.1 87.1 12.7 0.52 2.9 16.0 43.5尾矿52.6 96.9 12.9 1.74 80.4 4.0 5.8精矿300 300 47.2 2.7 88.1 13.1 0.89 2.5 15.1 44.5尾矿52.8 97.3 11.9 1.04 80.6 4.1 5.4精矿300 250 46.6 2.0 83.9 16.1 0.70 2.0 15.743.5尾矿53.4 98.0 16.1 1.19 81.9 3.6 7.3精矿250 300 48.2 3.0 87.6 12.2 0.82 2.8 14.4 44.0尾矿51.8 97.0 12.4 0.95 82.5 3.4 5.8精矿300 350 46.0 2.2 86.8 16.5 0.62 2.1 16.1 44.8尾矿54.0 97.8 13.2 0.92 79.0 4.5 5.8精矿350 300 45.0 2.5 83.1 15.3 0.51 2.4 16.0 44.5尾矿55.0 97.5 16.9 1.02 76.4 5.0 7.4给矿100.0 100.0 100.0 0.5 0.9 43.7 9.4 23.94.3 中试试验中试试验和小型试验所用的矿样是相同的，采用一粗一扫一精流程。

粗选尾矿给入扫选作业，粗选泡沫给入精选作业。

流程如图2所示。

图2 中试试验流程图第一次连选试验中，由于大部分矿泥在调整时的形成，导致泡沫的控制成为一个主要问题。

尽管给料已经经过了脱泥作业，但空气搅拌器搅拌矿浆产生了氢氧化铁矿泥。

因此，在脱泥和调整矿浆之前，流程中一定要加洗矿作业，洗矿作业是在丹佛洗矿机中进行的。

然而，调整作业不能在一般的调节器中进行，图3展示了一种特殊的调节器，它是一个水平的圆筒，周围带有手柄，可以加强矿浆的搅拌。

这样，矿浆就不会过搅拌，避免了矿泥的产生。

用这种水平调节器调整矿浆需要同样的时间。

图3 水平调节器在中试试验中，矿样采用所有的矿浆流，使用全部矿浆截取的方法，以保证质量和金属量的平衡。

下一次的增长只能在作业稳定之后进行。

另外，药剂流也需控制。

在试验期间，我们注意到，尾矿中仍然包含石英硅。

为了改正这个，我们增加了捕收剂用量，并且分批加入。

2/3加入粗选槽，1/3加入扫选槽。

中试试验的产率为42.3%，金属回收率为85.4%，回收率为45.3%。

最佳药剂用量为抑制剂250 g/t，捕收剂420 g/t，与小型试验用量不同。

磁选作业将精矿中可用铝的品位增加到了54.0%。

这段作业是合理的，因为铁矿物和三水铝石一样，被淀粉抑制了。

这就增加了精矿中铁的含量，降低了可用铝的品位。

未解离的颗粒也增加了精矿中铁的含量。

中试试验结果（质量和金属量的平衡）见表3。

表3 中试试验结果-质量和金属量平衡表产品g/t 回收率（%）AA/SiO2品位（%）捕收剂抑制剂质量AA In SiO2Re SiO2 In SiO2 Fe2O3 AA精矿420 250 45.3 85.4 4.0 11.1 0.8 3.8 16.6 42.3 无磁选精矿28.8 69.3 2.9 12.6 1.0 4.3 4.3 54.0 尾矿54.7 14.6 96.0 4.7 75.1 4.6 6.0 精矿250 250 41.9 81.8 3.5 9.6 0.6 4.0 15.9 38.6 无磁选精矿30.6 82.0 2.6 13.3 1.1 4.0 6.5 53.0 尾矿58.1 18.2 96.5 1.2 79.6 4.1 6.2 给矿100.0 100.0 100.0 0.5 0.95 43.9 9.4 24.0 5结论阳离子反浮选法从三水铝石中分离硅可灵活应用于小型试验和中型试验。