李莎莎，任 朋，田應(yīng)忠

(1.中鋁鄭州有色金屬研究院有限公司,河南 鄭州 450041;2.國家鋁冶煉工程技術(shù)研究中心,河南 鄭州 450041)

我國鋁土礦資源豐富,已探明的鋁土礦儲(chǔ)量達(dá)23億噸,其中含硫高的一水硬鋁石型鋁土礦儲(chǔ)量達(dá)1.5億噸,占總儲(chǔ)量的11.0%左右[1-2]。隨著鋁工業(yè)不斷發(fā)展,我國鋁資源消耗也在逐步增加,優(yōu)質(zhì)的鋁土礦資源已開發(fā)殆盡,貧礦、高硫鋁土礦等資源正在被不斷的開發(fā)利用[3]。高硫鋁土礦中的硫礦物在氧化鋁生產(chǎn)過程中會(huì)導(dǎo)致結(jié)疤嚴(yán)重、堿耗增加、設(shè)備腐蝕、氧化鋁品質(zhì)變差等諸多問題,使得高硫鋁土礦不適宜直接用于拜耳法生產(chǎn)氧化鋁,極大的影響了高硫鋁土礦的高效利用[4]。本文針對(duì)西南某地典型高硫鋁土礦進(jìn)行浮選脫硫試驗(yàn)研究。

1 原礦性質(zhì)分析

1.1 主要化學(xué)元素分析

對(duì)原礦進(jìn)行主要化學(xué)元素分析,結(jié)果見表1。

表1 化學(xué)元素分析結(jié)果

由表1中數(shù)據(jù)可知,原礦中氧化鋁含量為49.67%,二氧化硅含量為8.92%,鋁硅比為5.57,硫含量為5.58%,屬于高硫鋁土礦。

1.2 物相組成分析

考查原礦石的礦物組成及含量,進(jìn)行物相組成分析,分析結(jié)果見表2。

表2 物相組成分析結(jié)果

由物相分析結(jié)果可知,礦石中主要含鋁礦物為一水硬鋁石、伊利石,含鈦礦物為銳鈦礦、金紅石,含硫礦物為黃鐵礦和石膏。

2 浮選脫硫試驗(yàn)研究

2.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)研究

采用試驗(yàn)室型球磨機(jī)對(duì)高硫鋁土礦進(jìn)行磨礦,實(shí)現(xiàn)硫礦物的單體解離,同時(shí)盡量減少過磨現(xiàn)象的發(fā)生,進(jìn)行磨礦細(xì)度試驗(yàn)研究,考查不同磨礦細(xì)度對(duì)浮選脫硫指標(biāo)的影響,試驗(yàn)流程見圖1,試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 磨礦細(xì)度對(duì)浮選指標(biāo)影響試驗(yàn)結(jié)果

圖1 磨礦細(xì)度對(duì)浮選脫硫指標(biāo)影響試驗(yàn)流程

由表3數(shù)據(jù)可知,隨著磨礦細(xì)度的增加,硫精礦產(chǎn)率逐漸升高,鋁精礦產(chǎn)率逐漸降低;鋁精礦含硫量先降低后升高。在磨礦細(xì)度為-0.074 mm占89.63%時(shí),鋁精礦中硫品位為0.35%。隨著磨礦細(xì)度繼續(xù)提高,鋁精礦中硫含量升高,這是因?yàn)榈V石磨礦細(xì)度增加,造成礦石泥化現(xiàn)象加劇,浮選過程中夾雜現(xiàn)象嚴(yán)重,影響浮選效果。因此綜合考慮,選擇磨礦細(xì)度為-0.074 mm占89.63%。

2.2 捕收劑種類試驗(yàn)研究

采用磨礦細(xì)度-0.074 mm占89.63%,硫酸為調(diào)整劑,2#油為起泡劑進(jìn)行捕收劑種類試驗(yàn)。試驗(yàn)流程見圖2,試驗(yàn)結(jié)果見表4。

圖2 捕收劑種類試驗(yàn)流程

由試驗(yàn)結(jié)果表4看出,捕收劑為丁基黃藥時(shí),鋁精礦中硫含量為0.41%,硫回收率為5.24%,與其他捕收劑相比,鋁精礦中硫含量和回收率最低。因此捕收劑選用丁基黃藥進(jìn)行以下試驗(yàn)。

表4 捕收劑種類試驗(yàn)結(jié)果

2.3 丁基黃藥用量試驗(yàn)

對(duì)試驗(yàn)礦樣進(jìn)行丁基黃藥用量試驗(yàn),試驗(yàn)流程見圖3,試驗(yàn)結(jié)果見表5。

圖3 丁基黃藥用量試驗(yàn)流程

表5 丁基黃藥用量試驗(yàn)結(jié)果

由試驗(yàn)結(jié)果表5看出,當(dāng)丁基黃藥用量增加時(shí),鋁精礦中硫品位和硫回收率先減少后增加,當(dāng)丁基黃藥的用量在300+150+75 g/t時(shí),鋁精礦中硫品位為0.3%,硫回收率為3.68%。綜合考慮,丁基黃藥的用量在300+150+75 g/t較佳。

2.4 調(diào)整劑種類試驗(yàn)研究

高硫鋁土礦浮選過程添加調(diào)整劑可增強(qiáng)黃鐵礦與捕收劑的接觸面積,增加分選性能?？疾檎{(diào)整劑對(duì)高硫鋁土礦浮選脫硫指標(biāo)的影響,進(jìn)行調(diào)整劑條件試驗(yàn)研究,試驗(yàn)流程見圖4,試驗(yàn)結(jié)果見表6。

圖4 調(diào)整劑對(duì)浮選脫硫指標(biāo)影響試驗(yàn)流程

表6 調(diào)整劑對(duì)浮選脫硫指標(biāo)影響試驗(yàn)

由表6數(shù)據(jù)可知,與不加任何調(diào)整劑相比,調(diào)整劑的添加能顯著降低鋁精礦中硫含量。單獨(dú)添加硫酸和硫酸銅或混合添加硫酸和硫酸銅,對(duì)礦石中的硫浮選無明顯差異,因此可根據(jù)具體情況添加合適的調(diào)整劑,本試驗(yàn)選擇添加調(diào)整劑為硫酸1000 g/t。

2.5 浮選流程試驗(yàn)研究

通過上述條件試驗(yàn)確定磨礦細(xì)度為-0.074 mm占89.63%,以硫酸為調(diào)整劑,用量1000 g/t,丁基黃藥為捕收劑,用量300+150+75 g/t,對(duì)試驗(yàn)礦樣進(jìn)行常規(guī)小型閉路試驗(yàn),采用一粗兩精兩掃的試驗(yàn)流程,試驗(yàn)流程圖見圖5,試驗(yàn)結(jié)果見表7。

圖5 浮選脫硫閉路試驗(yàn)流程

表7 浮選脫硫閉路試驗(yàn)結(jié)果

由表7結(jié)果可知,原礦硫含量為5.58%的高硫鋁土礦通過一次粗選兩次精選兩次掃選試驗(yàn)流程,可以得到硫含量為0.33%,氧化鋁含量為55.89%的鋁精礦,和硫含量為26.83%,回收率為95.34%的硫精礦,有效降低了鋁土礦中的硫含量。

3 結(jié) 論

(1)西南某地高硫鋁土礦含鋁礦物為一水硬鋁石、伊利石,含鈦礦物為銳鈦礦、金紅石,含硫礦物為黃鐵礦和石膏,其中氧化鋁含量為49.67%,氧化硅含量為8.92%,鋁硅比為5.57,硫含量為5.58%。

(2)采用一次粗選兩次精選兩次掃選試驗(yàn)流程,可以得到硫含量為0.33%,氧化鋁含量為55.89%的鋁精礦,和硫含量為26.83%,回收率為95.34%的硫精礦。

(3)通過浮選脫硫,有效降低了高硫鋁土礦中的硫含量,鋁精礦更適于拜耳法生產(chǎn)氧化鋁,提高了氧化鋁生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。