楊國彬 張周位 陳麗榮

(1.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)中心實(shí)驗(yàn)室; 2.貴州省貴金屬礦產(chǎn)資源綜合利用工程技術(shù)研究中心)

貴州某高硫高硅鋁土礦浮選脫硫脫硅試驗(yàn)

楊國彬1，2張周位1，2陳麗榮1，2

(1.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)中心實(shí)驗(yàn)室; 2.貴州省貴金屬礦產(chǎn)資源綜合利用工程技術(shù)研究中心)

我國高品位鋁土礦日漸枯竭，為了更好地開發(fā)利用貴州某高硫高硅一水硬鋁石型鋁土礦，以滿足國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，采用浮選工藝進(jìn)行了脫硫脫硅試驗(yàn)。在最佳工藝條件下，原礦經(jīng)過1粗1精1掃反浮選脫硫，脫硫尾礦再經(jīng)過2粗1精正浮選脫硅流程處理，可獲得硫品位為31.62%、硫回收率為82.11%的硫精礦和Al2O3品位為65.55%、含硫?yàn)?.45%、鋁硅比為9.44、Al2O3回收率為80.03%的鋁土礦精礦，鋁土礦精礦符合拜耳法溶出要求。

高硫高硅鋁土礦 反浮選 脫硫 脫硅

經(jīng)過長期的規(guī)模化開采，我國高品位鋁土礦資源不斷減少，尤其是高品位易選冶鋁土礦資源更是呈枯竭之勢[1]。然而我國對鋁的需求量仍在不斷增加，因此大力開發(fā)難選冶鋁土礦資源將成為維持鋁工業(yè)發(fā)展的一種必然選擇[2]。目前,我國貴州鋁土礦資源保有儲(chǔ)量達(dá)4.46億t，其中的高硫鋁土礦超過l億t，這部分資源具有廣闊的開發(fā)利用前景[3]。

試驗(yàn)以貴州某高硫高硅一水硬鋁石型鋁土礦為研究對象，在工藝礦物學(xué)研究的基礎(chǔ)上，采用1次磨礦—反浮選脫硫—正浮選脫硅流程進(jìn)行了試驗(yàn)研究[4]。

1 礦石性質(zhì)

礦石的XRD分析表明，該礦石中的主要礦物有一水硬鋁石、高嶺石、伊利石，黃鐵礦、銳鈦礦、石英、方解石等少量。礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，鋁物相分析結(jié)果見表2，硫物相分析結(jié)果見表3。

表1 礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果 %

成分SiO2Fe2O3Al2O3STiO2CaO含量10.865.0960.871.992.731.49成分MgOLi2OK2ONa2OP2O5含量1.240.021.730.030.20

表2 鋁物相分析結(jié)果 %

表3 硫物相分析結(jié)果 %

從表1可見，礦石中的主要成分為Al2O3、SiO2，鋁硅比為5.6，主要有害成分SiO2和S含量偏高，必須通過選礦工藝提高鋁硅比，降低S含量才能滿足拜耳法溶出要求。

從表2、表3可見，礦石中的鋁主要賦存在一水硬鋁石中，Al2O3在一水硬鋁石中的分布率達(dá)59.15%；硫主要以硫化物的形式存在，占全硫的95.52%。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 脫硫條件試驗(yàn)

在探索試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用3因素4水平正交試驗(yàn)法進(jìn)行脫硫條件試驗(yàn)，試驗(yàn)流程為1次粗選流程，磨礦細(xì)度為-0.074mm占90%，3因素分別為碳酸鈉用量(A)、硫酸銅用量(B)、丁基鈉黃藥用量(C)，根據(jù)因素水平安排，按正交表L16(43)進(jìn)行正交試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果分析僅考察硫浮選回收率，見表4，表4中數(shù)據(jù)的極差分析結(jié)果見表5。

表4 正交試驗(yàn)結(jié)果

表5 正交試驗(yàn)極差分析結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果表明，各因素對試驗(yàn)指標(biāo)影響的主次順序?yàn)椋憾』c黃藥用量→碳酸鈉用量→硫酸銅用量。各因素最佳組合為A3B1C4，即碳酸鈉用量為 2 500 g/t，硫酸銅用量為150 g/t，丁基鈉黃藥用量為250 g/t，對應(yīng)的硫精礦硫回收率為71.47%。雖然表4中第6組試驗(yàn)回收率達(dá)77.85%，但驗(yàn)證試驗(yàn)表明，該組合試驗(yàn)的可重復(fù)性較差，閉路試驗(yàn)按第6組組合條件進(jìn)行。

2.2 脫硅條件試驗(yàn)

在探索試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用3因素4水平正交試驗(yàn)法進(jìn)行脫硅條件試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖1，3因素分別為碳酸鈉用量(D)、六偏硫酸鈉用量(E)、GX5用量(F)，根據(jù)因素水平安排，按正交表L16(43)進(jìn)行正交試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果分析僅考察鋁精礦中Al2O3回收率，見表6，表6中數(shù)據(jù)的極差分析結(jié)果見表7。

圖1 脫硅條件試驗(yàn)流程

試驗(yàn)結(jié)果表明，各因素對試驗(yàn)指標(biāo)的影響主次順序?yàn)椋禾妓徕c用量→GX5用量→六偏磷酸鈉用量。各因素最佳組合為D4E1F4，即碳酸鈉用量為 2 500 g/t，六偏磷酸鈉用量為25 g/t，GX5用量為1 200 g/t，對應(yīng)的鋁精礦Al2O3回收率為75.60%，也是表中最高回收率。

2.3 閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)與開路試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行了閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見表8。

從表8可知，以丁基鈉黃藥為硫鐵礦捕收劑、GX5為鋁土礦捕收劑，按圖2所示的流程處理該礦石，可獲得硫品位為31.62%、硫回收率為82.11%的硫精礦和Al2O3品位為65.55%、含硫?yàn)?.45%、鋁硅比為9.44、Al2O3回收率為80.03%的鋁土礦精礦，鋁土礦精礦符合拜耳法溶出要求。

表6 正交試驗(yàn)結(jié)果

表7 正交試驗(yàn)極差分析結(jié)果

表8 閉路試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié) 論

(1)貴州某鋁土礦為高硫高硅一水硬鋁石型鋁土礦，屬難選冶礦石，主要礦物成分為一水硬鋁石、高嶺石、伊利石，硫鐵礦、銳鈦礦、石英、方解石等少量。由于原礦鋁硅比偏低、S含量偏高，達(dá)不到拜耳法溶出的要求，因此，脫硫脫硅是該礦石開發(fā)利用的前提。

圖2 閉路試驗(yàn)流程

(2)礦石在磨至-0.074 mm占90%的情況下，以丁基鈉黃藥為硫鐵礦捕收劑、GX5為鋁土礦捕收劑，按圖2所示的流程處理該礦石，可獲得硫品位為31.62%、硫回收率為82.11%的硫精礦和Al2O3品位為65.55%、含硫?yàn)?.45%、鋁硅比為9.44、Al2O3回收率為80.03%的鋁土礦精礦，鋁土礦精礦符合拜耳法溶出要求。

[1] 付世偉.貴州高硫鋁土礦開發(fā)利用前景分析[J].礦產(chǎn)勘查，2011(2):159-164.

[2] 孫志偉，鹿愛莉．我國鋁土礦資源開發(fā)利用現(xiàn)狀、問題與對策[J]．中國礦業(yè)，2008(5)：13-15.

[3] 王曉民，張廷安，呂國志.高硫鋁土礦浮選除硫的工藝[J].稀有金屬，2009(5):728-733.

[4] 許 時(shí)．礦石可選性研究[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，1989.

Desulfurization and Desiliconization Experiment by Flotation on a High Sulfur and High Silica Bauxite Ore from Guizhou Province

Yang Guobin1,2Zhang Zhouwei1,2Chen Lirong1,2

(1.Geology and Mineral Resources Key Laboratory in Guizhou Province;2.Precious Metals Mineral Resources Comprehensive Utilization Engineering Technology Research Center in Guizhou Province)

For the exhaustion of high grade bauxite in our country, in order to better develop and utilize a high sulfur and high silicon diasporic bauxiteto in Guizhou Province, and meet the needs of national economic construction, desulfurization and desiliconization flotation process was conducted. At the optimum technical conditions, through one roughing-one scavenging reverse flotation process for desulfurization, desulfurization tailings endure two roughing-one cleaning direct flotation process for desilication, sulfur concentrate with sulfur grade of 31.62% and recovery of 82.11%, bauxite concentrate with Al2O3grade of 65.55% and recovery of 80.03%, 0.45% sulfur and A/S of 9.44 is obtained. Bauxite concentrate can meet the standards of solution by Bayer process.

High sulfur and high silica bauxite ore， Reverse flotation， Desilication， Desulphurization

2015-05-18)

楊國彬(1985—)，男，助理工程師，碩士，550018 貴州省貴陽市烏當(dāng)區(qū)新莊路82號(hào)。