陳占華，陳湘清，李莎莎，馬俊偉

(中國鋁業(yè)鄭州研究院，河南鄭州 450041)

隨著鋁土工業(yè)的快速發(fā)展，優(yōu)質鋁土礦資源消耗殆盡，中、低品位鋁土礦的高效綜合利用已迫在眉睫，選礦拜耳法是中、低品位鋁土礦生產氧化鋁的新工藝技術，經濟效益和社會效益顯著。隨著資源的貧化，選礦拜耳法將對國內、國外氧化鋁技術發(fā)展產生重大的影響［1，2］。通過多年的研究表明，浮選脫硅是提高我國中低品位一水硬鋁石型鋁土礦質量的一種行之有效的方法［3，4］，目前，一水硬鋁石型鋁土礦正浮選脫硅工藝技術成熟，已經形成了規(guī)模化生產［5］。對三水鋁石型鋁土礦，一般采用洗礦方法進行脫硅，該法是相對簡單的生產工藝;但對難洗的三水鋁石型礦石，有人采用重選［6］、選擇性磨礦－分級浮選［6，7］、正浮選脫硅［8，9］工藝進行了研究，取得了相對良好的指標。然而，對一水軟鋁石型及其它混合型鋁土礦的選礦脫硅研究報道較少。

本文以俄羅斯一水軟鋁石、三水鋁石、一水硬鋁石混合型鋁土礦為研究對象，開展詳細的工藝試驗研究，旨在通過正浮選法達到提高精礦品位的目的，為我國邁出國門擴大可利用的鋁土礦資源提供了技術支撐。

1 礦石性質

試驗礦樣取自俄羅斯某鋁土礦，采用X熒光光譜分析儀(XRF)進行了主要化學元素分析和X射線衍射儀(XRD)進行了礦物組成分析，化學元素分析結果列于表1，物相分析結果列于表2，X射線衍射圖如圖1所示。

表1 俄羅斯鋁土礦化學元素分析 %

圖1 俄羅斯鋁土礦X射線衍射圖

表2 俄羅斯鋁土礦物相組成分析 %

由表1可知，礦樣鋁硅比為4.23，屬于低品位鋁土礦。由圖1、表2可知，俄羅斯鋁土礦主要有用礦物為一水軟鋁石、三水鋁石和一水硬鋁石，三種鋁石含量分別為35.4%、5.0%、3.25%，是一種混合型鋁土礦，硅酸鹽礦物為高嶺石、綠泥石和伊利石，需要通過浮選脫除，并含有赤鐵礦、針鐵礦、生石膏、方解石等礦物。

2 試驗準備

2.1 試驗藥劑

試驗所用碳酸鈉、六偏磷酸鈉、水玻璃、腐植酸鈉、捕收劑等均為工業(yè)品，其中捕收劑是中國鋁業(yè)鄭州研究院開發(fā)的BKS－1，為黃色透明溶液。

2.2 篩分試驗

篩分試驗用系列標準篩進行濕篩，分別過濾、烘干、稱重、制樣、化驗。

2.3 浮選試驗

浮選試驗在XFD－1.5型單槽浮選機中進行，試驗產品分別過濾、烘干、稱重、制樣并分析Al、Si以計算浮選指標。

3 試驗結果與討論

3.1 原礦篩分試驗

一水硬鋁石型鋁土礦具有明顯的選擇性碎解特性［10］，因此對俄羅斯混合型鋁土礦破碎到3mm以下試驗礦樣進行了篩分試驗，考察其碎解特性，篩分結果列于表3。

表3 俄羅斯鋁土礦原礦篩分分析結果

由表3可知，俄羅斯混合型鋁土礦破碎兩級分化嚴重，+0.42 mm粒級的產率為45.6%，－0.021 mm粒級的產率也達到了26.33%，即粗粒級和細粒級含量大，而中間粒級含量較少。由各個粒級的化學元素分析可知，各粒級A/S相差不大，所以該礦石不具有選擇性碎解特性。

因為原礦中－0.074 mm粒級含量達33.29%，而且－0.021 mm粒級含量達26.33%，而浮選工藝對于0.010 mm以下的粒級極為困難，由于微細粒級比表面積大，因此會大大加大捕收劑用量，惡化浮選指標。而一水軟鋁石、三水鋁石的硬度為2.5～3.0［11］，容易泥化，為盡量降低泥化，防止過磨，磨礦前先經過0.074 mm的篩子進行預先篩分，粗粒進入磨機，－0.074 mm粒級同磨后礦漿合并進入浮選。

3.2 調整劑的選擇和用量試驗

通過磨礦試驗表明，當綜合磨礦細度－0.074 mm含量達90%時，－0.021 mm的含量達65%以上，說明礦泥含量較高，在一定程度上會惡化浮選過程，使浮選效果降低，因此采用了加入分散劑強化礦漿分散，使礦泥處于良好的分散狀態(tài)，防止其非選擇性聚團，減小礦泥對浮選的影響。

試驗研究系統(tǒng)考察了常規(guī)的調整劑碳酸鈉、六偏磷酸鈉、水玻璃、腐植酸鈉對浮選的影響，確定了以碳酸鈉和六偏磷酸鈉聯(lián)合處理能夠取得較好的浮選指標。當入選磨礦細度－74 μm為90%，碳酸鈉為4 000 g/t原礦(礦漿pH=9.5)，考察了六偏磷酸鈉的用量對浮選脫硅的影響，試驗流程如圖2所示，試驗結果列于表4。

圖2 六偏磷酸鈉用量試驗流程圖

表4 六偏磷酸鈉用量試驗結果

從表4試驗結果可以看出，隨著六偏磷酸用量的增加，浮選精礦A/S逐漸增大，但Al2O3回收率逐漸降低，但是當藥劑用量從100 g/t增加到150 g/t時，浮選精礦鋁硅比升高不大，但精礦產率下降達2.34%，氧化鋁回收率下降達2.24%。根據(jù)研究表明［12］，隨著六偏磷酸鈉用量的增加，對高嶺石、伊利石、綠泥石等硅酸鹽脈石礦物的抑制作用增強，所以精礦鋁硅比增大，當用量大于100 g/t時，六偏磷酸鈉對鋁礦物(一水軟鋁石、三水鋁石、一水硬鋁石)起到抑制作用，精礦回收率下降。因此，六偏磷酸鈉的用量在100 g/t較好，精礦鋁硅比6.41，精礦富集比為1.5，氧化鋁回收率為71.05%。

3.3 捕收劑的用量試驗

試驗所用捕收劑為中國鋁業(yè)鄭州研究院開發(fā)的BKS－1新型鋁土礦捕收劑，藥劑為黃色透明溶液，同傳統(tǒng)的捕收劑相比，具有低用量、低泡沫量、適合低溫使用的特點。

當入選磨礦細度為 －74 μm 90%，碳酸鈉為4 000 g/t原礦(礦漿pH=9.5)，六偏磷酸鈉的用量為100 g/t時，考察了捕收劑用量對浮選脫硅的影響。試驗流程如圖2所示，試驗結果列于表5。

表5 捕收劑用量試驗結果

由表5試驗結果可以看出，精礦Al2O3回收率隨著捕收劑用量的增加而提高，當藥劑用量從400 g/t增加到600 g/t時，氧化鋁回收率從47.42%提高到71.05%，提高幅度達23.63%;當捕收劑用量提高到大于800 g/t時，精礦質量下降，表明有大量的硅酸鹽礦物上浮，氧化鋁回收率變化趨于平緩，因此，確定捕收劑的用量為 800 g/t，此時精礦鋁硅比為6.14，氧化鋁回收率為73.64%。

3.4 流程結構分析及閉路試驗

拜耳法生產氧化鋁要求原礦鋁硅比大于7，而一次粗選的浮選精礦如果達標，氧化鋁的回收率較低，因此粗選精礦需要精選一次，同時為了提高氧化鋁的回收率，對粗選尾礦掃選一次，結合表5的試驗結果和流程結構分析，確定的實驗室閉路試驗流程如圖3所示，閉路試驗結果列于表6。

圖3 全流程閉路試驗流程圖

表6 閉路試驗結果

全流程閉路試驗結果表明，精礦鋁硅比為7.31，氧化鋁回收率為68.61%，浮選精礦是拜耳法生產氧化鋁的優(yōu)質原料。對浮選精礦、尾礦進行了物相分析，三水鋁石集中在浮選精礦中，一水軟鋁石和一水硬鋁石在浮選精礦中有一定的富集，尾礦中損失的鋁土礦物主要為一水軟鋁石，說明一水軟鋁石的可選性較差。

4 結論

1.俄羅斯某鋁土礦主要含鋁礦物為一水軟鋁石、三水鋁石和一水硬鋁石，含硅礦物為高嶺石、綠泥石和伊利石，并含有赤鐵礦、針鐵礦、生石膏、方解石等，是一種低品位混合型鋁土礦。

2.俄羅斯混合型鋁土礦破碎兩級分化嚴重，各粒級氧化鋁含量和鋁硅比相差不大，不具有選擇性碎解特性。

3.六偏磷酸鈉是混合型鋁土礦較好的調整劑，但用量過大會抑制鋁礦物，導致精礦氧化鋁回收率下降，適宜用量為100 g/t原礦。

4.BKS－1捕收劑具有較好的捕收性和選擇性，適宜的用量為800 g/t原礦，通過一次粗選一次掃選一次精選的閉路試驗流程，獲得精礦鋁硅比7.31，氧化鋁回收率68.61%的良好指標。

5.下一步根據(jù)分子設計理論，合成開發(fā)一種對一水軟鋁石型鋁土礦具有針對性的捕收劑，進一步優(yōu)化浮選指標，以便對該種鋁土礦的開發(fā)利用提供強有力的技術支撐。

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