１Ｏ 铝土矿选矿脱硅新工艺研究 杨菊 方启学黄国智郑桂兵 摘 要：在探＾分析研究铝土矿的工艺矿物学特性的基础上，吸收了阶段砉矿一次选别工 艺和分级一浮盎工艺的忧点．应用选矿先进理论和技术．新近开发出一种新工艺，创造性地把闪 建浮进原理和粗细分选技术应用于铝土矿选别过程，获得理想结皋，精矿产率达到８３ ０９％．铝 硅比１２．６１，三氧化二铝回收率９０ ３９％。 美量词：铝土矿选矿｛浮盎脱硅；新工艺；诎择性砉矿；粗细分选
中田分类号：ＴＤ９２３ 文献标识码：Ａ
高岭石、伊利石、叶蜡石等含硅矿物是 铝土矿中主要的脉石矿物，也是氧化铝生产 中最为有害的杂质。硅在溶出时与铝生成 铝硅酸钠（生产上称为钠硅渣）既引起铝的 损失，也增加碱耗，同时使得氧化铝生产工 艺复杂，生产成本高。 如何经济有效地脱除矿石中的二氧化 硅，提高铝土矿的铝硅比，为氧化铝生产提 供优质原料，从而降低生产成本，是合理利 用我国铝土矿资源及促进我国氧化铝工业 可持续发展的根本保证。 我国从２０世纪５０年代起就着手研究 铝土矿选矿脱硅技术，在研究工作中总结经 验，不断技术创新，取得巨大的进展。为了 进一步优化浮选工艺，强化粗粒富连生体的 捕集，放粗人选细度和精矿细度，降低选矿 成本，改善精矿脱水过滤性能，开发出优于 铝土矿选矿“九五”攻关成果的新工艺，为山 东铝业公司铝土矿选矿厂建设设计提供依 据。在深入分析研究铝土矿的工艺矿物学 特性的基础上，吸收了阶段磨矿一次选别工 艺和分级一浮选工艺的优点，应用了选矿先 进理论和技术，例如，闪速浮选技术等，新近 开发的一种新工艺。创造性地把闪速浮选 原理和粗细分选技术应用于铝土矿选别过 程，获得理想结果。在山东铝业公司大力支 持下，于２００１年７月２８日顺利地完成了三 个方案（阶段磨矿一次选别工艺、分级～浮 选工艺及选择性磨矿一粗细分选新工艺）的 对比连选试验，三个方案连续累计９个班试 验指标见表１。试验结果表明，选择性磨矿 粗细分选工艺，技术先进、经济合理、易于 实施。推荐采用该方案柞为山东铝业公司 铝土矿选矿厂设计依据，并建议在设计过程 中考虑采用粗粒快速浮选技术及其配套装 备实现该工艺。
１开发新工艺的研究 １．１新工艺的研究基础 我国研究铝土矿选矿脱硅技术，近年来 取得巨大进步。具体表现如下：（１）创造性 地把以一水硬铝石富集合体作为解离目标， 以一水硬铝石富连生体作为捕集和回收对 象的技术思路应用于铝土矿选矿脱硅，解决 了因一水硬铝石型铝土矿嵌布粒度细而导 致的铝精矿粒度和氧化铝回收率之间的矛
褥需葬 磊嚣 ）．女，北京矿冶研究总院高级工程师．北京，１００ｏ４４ 感谢丁橙元．王嘏秋及山东铝业公司参加试验的人员
维普资讯 http://www.cqvip.com 盾。（２）将铝土矿人选细度从９５％以上 ７５ 傲粗至７０％～７５％一７５Ｖｍ￣，保证了 选别指标和放粗精矿粒度，为后续脱水过 滤、拜耳法溶出赤泥沉降提供了条件。（３） 开发了复合高效分散剂，实现矿浆的有效分 散，选用高效组合捕收剂强化捕收一水硬铝 石及富连生体，实现有效脱硅及最大限度地 回收目的矿物。（４）选精矿指标从Ａ／＇Ｓ ９左 右、Ａｋｑ回收率７Ｏ％，到选精矿Ａ／Ｓ １１以 上、～， 回收率８９％左右。“九五”期间， 矿冶研究总院及兄弟单位针对我国中低品 位一水硬铝石型铝土矿固有的工艺矿物学 特征，做了大量的铝土矿选矿脱硅基础理论 研究及扎实、详细的试验工作。在国内外首 次完成了铝土矿选矿脱硅一拜耳法生产氧 化铝新工艺的工业试验，取得较好的技术经 济指标，不仅突破了多年来我国铝土矿选矿 脱硅氧化铅回收率偏低的困难局面，而且极 大地推动了我国铝土矿选矿脱硅产业化进 程，为进一步优化工艺技术条件及流程结构 铝土矿选矿脱硅研究工作进展加快。北京 打下了坚实的基础。 裹１ 三个方案的连选试验结果／％
１ ２开发新工艺的理论背景 提出选择性磨矿一粗细分选工艺理论 的背景是由于粗粒与细粒浮选性质存在明 显的差异，表现在粗粒和细粒的比表面能不 同，因而吸附药剂的量和速度不同；粗粒和 细粒要求的搅拌强度不同；粗粒和细粒浮选 要求的矿浆浓度不同；粗粒要求较短的矿化 气泡浮升路程；细粒易互凝。因此，窄粒级 化、粗细分选、营造分别适应粗粒和细粒浮 选过程环境是提高粗粒一水硬铝石富连生 体或单体的捕收率、改善微细粒分选效率、 避免矿泥恶化浮选过程、降低药剂成本等的 根本保证，从而实现在提高精矿铝硅比的同 时，经济有效地回收有用矿物的目的 １．３新工艺的特点 选择性磨矿一粗细分选新工艺，吸收了 阶段磨矿一次选别工艺和分级一浮选工艺 的优点，应用了选矿先进理论和技术，例如， 闪速浮选技术等，创造性地把闵速浮选原理 和粗细分选技术应用于铝土矿选矿过程 其实质是在磨矿分级回路中，采用粗粒快速 浮选技术，选用粗粒浮选机和高效捕收剂快 速捕集分级返砂中的粗粒一水硬铝石单体 及富连生体，获得最终精矿产品（称为精矿 １），细粒（分级溢流）进＾常规浮选回路选 别，产出精矿（称为精矿２）和尾矿。克服了 粗粒和细粒混选时同时上浮对浮选环境的 特殊要求，粗粒快速浮出，缩短了浮选时间， 提高了粗粒捕收效果，改善了细粒级分选效 率，减少细粒脉石进＾精矿，使精矿脱水性 能提高，并降低捕收剂总用量，从而节约选 别成本。
２新工艺连选试验 ２．１试验矿样 连选试验矿样的采样设计、组织实施及
维普资讯 http://www.cqvip.com 采样说明书编制由山东铝业公司负责完成。 矿样于２００１年４月份运达北京矿冶研究总 院，大约２０ｔ。对矿样进行粗、中碎及闭路 细碎．将矿石加工至一３ｍｍ．混匀，取样分 析，保存备用。其矿物组成见表２。原矿中 主要矿物为一水硬铝石，少量的一水软铝 石。含硅脉石矿物为伊利石、高岭石、叶蜡 石、绿泥石等。其它矿物为锐钛矿、金红石、 板钛矿、针铁矿、水针铁矿、赤铁矿等。此外 还有微量的蒙脱石、水白云母、锆石、电气 石、石英等。原矿多元素分析结果见表３。 ２ ２小型试验 选择磨矿一粗细分选工艺小型试验开 展的主要研究工作是，开发粗粒快速浮选强 力组合捕收剂，优选细粒浮选高效分散剂，确 定适宜人选细度。在条件试验基础上，进行 闭路试验，试验流程如图１，试验结果见表４。 表２ 原矿的矿物组成及含■／％
表３ 原矿主要化学成分分析结果／％ 精矿１ 精矿２ 选择性磨矿 精矿 粗鲴分诲 （精矿１＋精矿２）
尾矿 原矿
２７．９１ ５４ ８２踟 １７ ２０ ｌＯＯ ０ ６８ ２ Ｌ ７０ ２０ ６９ ５３ ３５ ５４ ６３ ６８ ７ ２Ｉ】 ５ ０５ ５ ７８ ３４ ４６ ｌＯ ７１ ９ ４７ １３ ９０ １２ ０３ １．∞ ５ ２９ ８９ ６０ ５１
９０ ４０ ９ ６０ ｌＯ０ ０
２．３连选试验 以小型试验工艺流程为依据，适当地调 整药剂用量、确定合适的磨矿细度及浮选浓 度，采用磨矿分级闭路循环，溢流再次分级， 分级返砂经粗粒快速浮选，闪速选出精矿 （称精矿１），细粒（分级溢流）进常规浮选回 路，经一次粗选、一次扫选、三次精选后获得 精矿（称精矿２），工艺流程与图１基本相 同。以５Ｏ妇／ｈ，即日处理量１．２ｔ的连选规 模进行试验。同时还进行了阶段磨矿一次 选别工艺（采用磨矿分级闭路循环、一次粗 选、一次扫选、扫选尾矿经分级机分级后．分 级粗粒返回磨机再磨再选，分级溢流为最终 尾矿，粗精矿经二次精选获得精矿）及分级 浮选工艺（采用磨矿分级闭路循环，分级 溢流再次分级，返砂直接作为精矿产出，溢 流进常规浮选回路，经一次粗选、一次扫选、 扫选尾矿送分级机分级后粗粒返回磨机再 磨再选，分级溢流为最终尾矿，粗精矿经二 次精选后，获得精矿）的连选对比试验，三个 方案连续９个班累计试验结果见表５。 ２．４三个方案对比 以本次连选试验结果为依据，按日处理 原矿１５ＯＯｔ规模计，参照沈阳铝镁设计研究 院提交的《选矿一拜耳法生产氧化铝新工艺 工业试验技术经济论证报告》、１９９９年铝土 矿选矿脱硅工业试验数据及我国大型铝矿 山选矿生产实践，进行了三个方案的成本估 算及连选试验主要技术经济指标对比，结果 见表６。
维普资讯 http://www.cqvip.com １３· 精矿 原矿 注：药剂用量：ｇ／ｔ 磨矿 ｌ ６２％一７５，ｕｒｎ ０
Ｉ ＋碳酸钠２０００ Ｊ粗 ＢＪ￣４２２２１５０ ｆ粗粒快速浮进
Ｆ＝＝ ；—＝；；— ｌ ｌ １ ５ｎｉｌｎ ｌ
【 曼垦４精 １
ｌ ｌ ９５％一７５ ｍ 碳酸竹３０００ 】 ＢＪ一２１３１ ３０ｌ Ｂ卜４２２２ ２５ｄ Ｉ
精矿２ 。蛳 ｌ 、一 ５ｍｉｎ ｆ
尾矿
图１选择性磨矿一粗细分选工艺小型闭 路试验流程及药剂条件
从表６结果可见，无论是技术指标，还 是经济指标，方案Ⅲ均较为优越。与方案Ｉ 相比，不仅吨精矿加工成本减少１１元以上， 而且精矿产率高１．６９％、秸矿铝硅比高 ０．６７、精矿回收率高１ ０９％；与方案Ⅱ相 比，精矿回收率及产率相近，但精矿铝硅比 高１．９３，吨精矿加工成本节省了６元左右。
表６三个方案连选试验的主要技术经济 指标对比
方案 盖
３选择性磨矿一粗细分选新工 艺评述 方案Ｉ是在１９９８年河南铝土矿选矿脱 硅连选试验和１９９９年河南铝土矿选矿脱硅 工业试验流程与药剂制度的基础上，沿用原 磨浮流程，即“阶段磨矿一次选别”流程（原 矿粗磨入选，粗粒级中矿返回磨机再磨，合 并选别），在药剂制度上开展深入的研究工 作后，本次获得的技术指标与１９９８年连选 指标和１９９９年工业试验指标相近，但药剂 用量下降，药剂成本有所降低。 方案Ⅱ是在１９９８年连选试验提出的 “分级一浮选”工艺和１９９９年“阶段磨矿一 次选别”流程工业试验和２００１年完成的中 州铝土矿“分级浮选”工艺工业试生产的
一 维普资讯 http://www.cqvip.com