一种铝土矿浮选方法 [技术领域]本发明涉及铝土矿的一种选矿方法。用该方法可用于铝土矿正浮选脱硅获得生产氧化铝的精矿产品以及用于铝土矿反浮选脱钛、脱铁、脱硫等除杂过程。
[背景技术]在铝土矿的工业应用中，往往要求铝土矿的铝硅比达到一定的值，或需要脱除钛、铁、硫等杂质成分。尤其在氧化铝生产中，高效低耗、工艺简单的拜耳法工艺一般要求铝硅比大于10，烧结法生产氧化铝要求铝土矿原矿含硫量低于0.7％。对于一水硬铝石型铝土矿，绝大多数的铝硅比小于10，从而限制了这类铝土矿的经济、合理的工业应用。浮选除杂，尤其是浮选脱硅，是提高铝土矿资源利用率的有效方法。
一水硬铝石型铝土矿的正浮选脱硅，是将铝土矿磨细后，经浮选脱硅，得到合格精矿。通过“九五”攻关，成功实现了铝硅比为5～6的铝土矿浮选脱硅，选矿-拜耳法生产氧化铝工艺的工业试验获得了成功。但目前形成的铝土矿正浮选脱硅工艺中，所使用的浮选设备为机械搅拌式浮选机，这类浮选设备在搅拌速度和冲气量的调节方面尚不能完全满足铝土矿浮选作业的要求，而使所形成的生产工艺分离效果差，富集比低，工艺流程复杂、药剂消耗高，生产成本偏高，限制了我国丰富的铝土矿资源的经济有效地利用。
柱式分离设备(浮选柱)，是矿物浮选分离的主要设备之一，具有分离效果好，富集比高，一个柱式分离作业可代替浮选作业的3～5次作业，适应于处理浮选泡沫量大的浮选过程等特征。浮选柱的运行无运动部件，外充气设备可任意调节充气量。因此柱式分离设备用于铝土矿正浮选脱硅正好满足了铝土矿正浮选脱硅过程中泡沫量大、浮选转速低、充气量小地各方面特点。
[发明内容]本发明的目的在于，针对目前铝土矿浮选中采用常规浮选设备，操作条件(搅拌速度、充气量、补加水量、浓度等)难以控制、流程不畅通合浮选过程不稳定，造成浮选精矿细度波动大、浮选药耗高、精矿中有机物含量高、浮选作业生产能力低等缺点，提供一种能高效地分离铝土矿物，保证浮选精矿质量，降低浮选药耗和精矿中有机物含量，简化工艺流程，稳定生产过程，提高浮选作业生产能力的一种新的铝土矿浮选方法。
本发明包括将矿石磨细、分级和(或)筛分及浮选等，并在浮选过程中使用柱式分离设备。
本发明中所涉及的柱式分离设备，在矿物加工工业中称为浮选柱。柱的形状可以是圆柱形或方形，柱体高度(长度)可为3～12米不等，柱的直径不限，根据所处理的铝土矿矿石的铝硅比不同和矿石性质的差异，可采用长柱或短柱，浮选柱分离作业次数也可以是一次或多次，但一般不多于5次。
采用柱式分离设备，根据所处理的铝土矿石性质的差异和对产品的要求，柱式分离设备可以单独使用，也可与常规浮选设备等配合使用。例如可用常规浮选机对柱式浮选分离后的尾矿进行扫选作业，以提高铝土矿的回收率；或利用铝土矿与脉石矿物可磨度差异大的特点，通过选择性磨矿后进行选择性分级，部分粗粒矿石直接成为精矿，余下部分进入浮选柱作业。
本发明中浮选过程中入选物料与常规浮选入选物料相同，所采用的药剂种类与常规浮选药剂相同。例如对于铝土矿正浮选脱硅：氧化石腊皂、塔尔油、脂肪酸及其皂类和衍生物等其中的一种或数种作捕收剂，碳酸钠、氢氧化钠、多聚磷酸盐、水玻璃、小分子有机物等其中的一种或数种作调整剂。
本发明的工艺过程大大缩短了浮选工艺流程，铝硅分离的效果好，过程稳定，工艺简单，有明显的技术优势和经济优势。
将柱式分离设备用于铝土矿浮选脱硅，由此形成的正浮选脱硅方法，由于一次柱式分离作业可代替多次常规浮选作业，因而流程结构简单，流程短，作业富集比高，易获得高铝硅比精矿。对于中等铝硅比铝土矿石(铝硅比6左右)经一次选别就可得到合格的铝土矿精矿，对于中低铝硅比或低铝硅比铝土矿石，经一次或两次柱式分离作业也可获得合格的铝土矿精矿。
与常规的浮选机进行铝土矿正浮选脱硅比较，用柱式分离设备，可使处理的铝土矿石铝硅比范围宽，从而可扩充铝土矿资源的范围，提高铝土矿资源的利用率。
以柱式分离设备(浮选柱)为特征的铝土矿浮选方法，由于工艺流程短，流程结构简单，大大降低了浮选作业过程中的药剂消耗、水耗和动力消耗，与常规浮选工艺比，其中药剂消耗可降低10-20％，水耗可降低20-40％左右，动力消耗可降低30-50％，这为充分利用我国丰富的铝土矿资源，降低浮选生产成本，提高企业经济效益创造有利的条件。
[具体实施方式]下面结合实施例对本发明的工艺方法作进一步说明。
实施例1
原料：河南铝土矿区某综合矿样1，其主要化学成分为： Al2O3(％) SiO2(％) Fe2O3(％) 铝硅比 64.69 11.39 4.93 5.68流程为：磨矿至细度为-0.074mm占75％，采用0.074mm筛分分级，-0.074mm粒级加药搅拌后，进行一次柱浮选产出浮选精矿2，柱分离的尾矿即为最终尾矿。+0.074mm粒级为粗粒级精矿1，精矿1与精矿2合并为合格精矿。
选矿脱硅结果列于下表：产品名称 精矿铝硅比 (A/S) 精矿Al2O3 回收率(％) 精矿细度 (-0.074mm％) 磨矿细度 (-0.074mm％) 精矿1 精矿2合并精矿 8.5 3 13.45 12.01 26.73 64.42 91.15 70.03 75
实施例2
原料：同实施例1
流程为：磨矿至细度为-0.074mm占75％，加药搅拌后进行一次柱选后产出浮选精矿，柱分离的尾矿即为最终尾矿。
选矿脱硅结果列于下表： 产品名称 精矿铝硅比 (A/S) 精矿Al2O3 回收率(％) 精矿细度 (-0.074mm％) 磨矿细度 (-0.074mm％) 精矿 12.71 90.15 74.07 75实施例3原料：河南铝土矿区某综合矿样2，其主要化学成分为： 元素 Al2O3(％) SiO2(％) Fe2O3(％) A/S 含量 61.50 9.58 6.99 6.42
流程为：磨矿至细度为-0.074mm占75％，加药搅拌后进行一次柱选后产出浮选精矿，柱分离的尾矿即为最终尾矿。
选矿脱硅结果列于下表：产品名称 精矿铝硅比 (A/S) 精矿Al2O3 回收率(％) 精矿细度 (-0.074mm％) 磨矿细度 (-0.074mm％) 精矿 12.63 92.21 70.03 75
实施例4
原料：同实施例3
流程为：原矿磨矿至细度为-0.074mm占75％，加药搅拌后进行一次柱选后产出浮选精矿，柱分离的尾矿经一次常规浮选机扫选得最终尾矿，扫选泡沫产品与原矿合并进入柱浮选。
选矿脱硅结果列于下表：产品名称 精矿铝硅比 (A/S) 精矿Al2O3 回收率(％) 精矿细度 (-0.074mm％) 磨矿细度(-0.074mm％) 精矿 12.46 93.42 70.03 75实施例5原料：河南铝土矿区某综合矿样3，其主要化学成分为： Al2O3(％) SiO2(％) Fe2O3(％) 铝硅比 62.43 10.23 6.28 6.10
流程为：磨矿至细度为-0.074mm占75％，加药搅拌后进行一次柱选后产出浮选精矿，柱分离的尾矿即为最终尾矿。
选矿脱硅结果列于下表：产品名 称 精矿铝硅比 (A/S) 精矿Al2O3 回收率(％) 精矿细度 (-0.074mm％) 磨矿细度 (-0.074mm％) 精矿 12.87 90.44 72.65 75实施例6原料：河南铝土矿区某综合矿样4，其主要化学成分为： Al2O3(％) SiO2(％) Fe2O3(％) 铝硅比 62.92 10.34 7.04 6.09
流程为：原矿磨矿至细度为-0.074mm占80％，加药搅拌后，进行一次柱浮选产出浮选精矿2，柱分离的尾矿经分级后，-0.074mm为最终尾矿，+0.074mm粒级为粗粒级精矿1，精矿1与精矿2合并为合格精矿。
选矿脱硅结果列于下表：产品名称 精矿铝硅比 (A/S) 精矿Al2O3 回收率(％) 精矿细度 (-0.074mm％) 磨矿细度 (-0.074mm％) 精矿1 精矿2合并精矿 4.81 12.55 11.98 6.65 83.67 90.32 73.72 80实施例7原料：山西铝土矿区某综合矿样，其主要化学成分为： Al2O3(％) SiO2(％) Fe2O3(％) 铝硅比 60.4 13.43 4.67 4.50
流程为：原矿磨至细度为-0.074mm占75％，加药搅拌后经一次柱选后产出浮选精矿，柱分离的尾矿即为最终尾矿。
选矿脱硅结果列于下表：产品名 称 精矿铝硅比 (A/S) 精矿Al2O3 回收率(％) 精矿细度 (-0.074mm％) 磨矿细度 (-0.074mm％) 精矿 11.83 84.15 72.15 75实施例8原料：河南巩义某地铝土矿低铝硅比矿样，其其主要化学成分为： 元素 Al2O3(％) SiO2(％) A/S 含量 53.2 19.94 4.11
流程为：原矿磨矿至细度为-0.074mm占75％，加药搅拌后，进行一次柱浮选产出浮选精矿，柱分离的尾矿即为最终尾矿。
选矿脱硅结果列于下表：产品名称 精矿铝硅比 (A/S) 精矿Al2O3 回收率(％) 精矿细度 (-0.074mm％) 磨矿细度 (-0.074mm％)精矿 11.48 77.36 70.4 75实施例9原料：河南巩义某地铝土矿中铝硅比矿样，其其主要化学成分为： 元素 Al2O3(％) SiO2(％) A/S 含量 62.00 8.89 6.97
流程为：原矿磨矿至细度为-0.074mm占78％，采用0.074mm筛分分级，-0.074mm粒级加药搅拌后，进行一次柱浮选产出浮选精矿2，柱分离的尾矿即为最终尾矿。+0.074mm粒级为粗粒级精矿1，精矿1与精矿2合并为合格精矿。
选矿脱硅结果列于下表： 产品名称精矿铝硅比 (A/S) 精矿Al2O3 回收率(％) 精矿细度 (-0.074mm％) 磨矿细度 (-0.074mm％) 精矿1 精矿2 合并精矿 7.59 14.67 12.67 25.86 65.50 91.36 72.4 78实施例10原料：河南巩义某地铝土矿中铝硅比矿样，其主要化学成分为： 元素 Al2O3(％) SiO2(％) A/S 含量 59.80 10.91 5.48流程为：原矿磨矿至细度为-0.074mm占80％，加药搅拌后，进行一次柱浮选产出浮选精矿，柱分离的尾矿即为最终尾矿。
选矿脱硅结果列于下表：产品名称精矿铝硅比 (A/S) 精矿Al2O3 回收率(％) 精矿细度 (-0.074mm％) 磨矿细度 (-0.074mm％) 精矿 13.41 86.63 74 80实例11原料：河南中州某铝土矿低铝硅比矿样，其主要化学成分为： 元素 Al2O3(％) SiO2(％) A/S 含量 54.5 13.3 4.1
流程为：原矿磨至细度为-0.074mm占75％，加药搅拌后经一次柱选后产出浮选精矿，柱分离的尾矿即为最终尾矿。
选矿脱硅结果列于下表：产品名称 精矿铝硅比 (A/S) 精矿Al2O3 回收率(％) 精矿细度 (-0.074mm％) 磨矿细度 (-0.074mm％) 精矿 11.13 78.32 77.18 75实例12原料：贵州某地铝土矿，其主要化学成分为： 元素 Al2O3(％) SiO2(％) A/S S(％) 含量 69.3 8.46 8.19 3.2
流程为：原矿磨至细度为-0.074mm占70％，加药搅拌后经一次柱选后，泡沫产品为硫化矿精矿，柱分离的底流为铝土矿精矿。
选矿脱硫结果列于下表： 产品名称 Al2O3(％) Al2O3回收率(％) S(％) S回收率 (％) 硫精矿 铝土矿精 矿 42.79 71.58 4.89 95.11 35.18 0.45 87.07 12.93