高铝高硅铝土矿重选—浮选联合分级脱硅研究.pdf

2 0 1 8 年第5 期 有色金属 选矿部分 ．5 3 ． d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 8 ．0 5 ．0 1 1 高铝高硅铝土矿重选一浮选联合分级脱硅研究 谢海云1 ，刘榕鑫1 ，田小松2 ，肖炜2 ，吴继宗1 ，童雄1 1 ．昆明理工大学国土资源工程学院，昆明6 5 0 0 9 3 2 ．云南迪庆矿业开发有限公司，昆明6 7 4 5 0 0 摘 要我国有大量高硅铝土矿资源，单一重选或浮选法往往难以高效且经济地回收铝土矿本文以云南昭通 地区一水硬铝石型高铝高硅铝土矿为研究对象，其含A 1 2 0 36 7 ．2 5 ％、s i 0 21 35 0 ％、铝硅比 A ／s 4 ．9 8 ，针对性地采用 重选一浮选联合分级脱硅流程，即粗粒级螺旋溜槽重选脱硅富集，细粒级螺溜尾矿水力旋流器脱泥后再浮选脱硅，分 别产出合格的粗粒重选精矿和细粒浮选精矿，获得产率7 0 6 2 ％、含A J 2 0 3 7 1 ．6 2 ％、回收率7 5 ．4 3 ％、A ／s8 ．0 2 的高品 质铝土矿总精矿。本研究提出的重选一浮选联合分级脱硅工艺对类似高铝高硅铝土矿资源的经济高效选矿富集具有 指导意义。 关键词铝土矿；螺旋溜槽；水力旋流器；分级脱硅；浮选 中图分类号T D 9 5 2 。5 ；T D 9 2 2 ；T D 9 2 3文献标志码A文章编号】6 7 l _ 9 4 9 2 2 0 】8 0 5 枷5 3 - 0 5 G r a v i t y ．n o t a t i o nC o m b i n e dD e s i U c a t i o nf o rH i g h ．a l u m i n u m a n dH i g h - s i l i c o nB a u x i t eO r e x I EH o t y u n ，L I UR o n g x h ．T l A Nx t n o s O n g ，x l A oW e f ，W UJ t z o n g j ，T o N Gx i o n g J ．几c “如Q 厂如，z d 尺e s o “r c eE 增i 凡e e r i 昭，K u 几m 增踟觇瑚吟 Q 厂5 c i e n c en n d 死c n o f o g y ，J I 缸凡，n 打z g6 5 D D 9 3 ，C ’ n n ； 2 ．地n n 。nD 妇堍施n 吆D 批却撇n ￡C 0 ．，厶正，地凡m i 增6 力5 0 0 ，c 枷Ⅱ A b s t r a c t T h e r ea r e al a r g en u m b e ro fh i g h ．s i l i c o nb a u x i t er e s o u r c e si nC h i n a ，a n di t i sd i m c u l tt o c o n c e n t r a t eb a u x i t ee f 矗c i e n t l ya n de c o n o m i c a l l yb ys i n 9 1 eg r a v i t ys e p a r a t i o no rn o t a t i o n ． I nt h i sp a p e r ，t h ed i a s p o r e t y p eh i g h a l u m i n u ma n dh i g h - s i l i c ab a u x i t eo r ei nZ h a o t o n g ，Y u n n a nP r o v i n c ew a sa n a l y z e d ；i tc o n t a i n e d6 7 ．2 5 ％ o fA l ，0 1 ．13 ．5 0 ％o fS i 0 ，， a n d4 ．9 8o fa l u m i n u m ．s i l i c o n A ／S r a t i o ．T h ec o a r s ea n d6 n ec l a s s i 6 c a t i o n d e s i “c a “o np F o c e s sw a sa d o p t e d ．T h ec o a I I s e g r a i n e db a u x i f ew a se n c h e db ys p i r a lc h u t eg r a V j t ys e p a r a t j o n ，a n d t h e6 n e g r a i n e db a u x i t ee n r i c h m e n tw a sr e a l i z e db yn o t a t i o nd e s i l i c a t i o na “e rh y d r o c y c l o n ed e s l i m i n g ．T h eq u a l i 6 e d c o a r s e - g r a i n e dg r a v i t ys e p a r a t i o nc o n c e n t r a t ea n d6 n en o t a t i o nc o n c e n t r a t ew e r ep r o d u c e dr e s p e e t i V e l y ， t h er e s u l t s s h o wt h a tt h et o t a lb a u x i t ec o n c e n t r a t ev i e l dw a s7 0 ．6 2 ％，a n di tc o n t a i n e d71 ．6 2 ％A 1 20 1 ，a nA L ／S im t i oo f8 ．0 2 w a so b t a i n e d ，a n dr e c o v e r yo fA 1 20 3w a s7 5 ．4 3 ％．T h eg r a v i t y f l o t a t i o nc o m b i n e dd e s i l i c a t i o np r o c e s si nt h i ss t u d y i su s e f h lf b rh i g h e m c i e n c yb e n e 6 c i a t i o na n de n r i c h m e n to fh i g h - a l u m i n aa n dh i g h s i l i c ab a u x i t eo r er e s o u r c e s ． K e yw o r d s b a u x i t eo r e ；s p i m lc h u t e ；h y d m c y c l o n e ；c l a s s i f i c a t i o no fd e s i l i c a t i o n ；n o t a t i o n 铝及其合金在工业上用途广泛，其产量和消费 量均位居有色金属之首。2 1 。铝土矿是生产铝的主 要原料，通过选矿脱硅提高铝土矿的品位，为铝冶金 提供合格铝土矿精矿是铝土矿分选的主要任务。我 国有大量高铝高硅型铝土矿资源，具有以一水硬铝 石型为主且含铝高、含硅高、铝硅比低的特征p 。。， 若采用单一的洗矿重选脱硅工艺，则面临细粒级铝 土矿损失大及回收率低的问题，若采用单一的浮选 脱硅工艺，则要求矿石细磨且全粒级浮选，存在浮选 药耗高、磨矿能耗高及大量尾矿难沉降等问题。3 。。 因此，针对高铝高硅型铝土矿的特性，如何充分结合 重选和浮选工艺各自的优势，经济、环保且高效地进 基金项目国家自然科学基金资助项目 5 1 4 6 4 0 3 0 箨萋晶羿i 谢冀罢矗；7 3 ． 孳只导需吴巢父鬻垒，副教授，主要从事复杂难选矿的选冶理论及技术研究。 箍箨窑鹗蹇耋滔张奎荔蠢裔炎蠕圭麟霉瓣蓊器糍论及技术研究。通信作者刘榕鑫 1 9 9 4 - ，男，江西赣州人，硕士研究生，主要从事选矿理论与工艺研究。 万方数据 ．5 4 ．有色金属 选矿部分 2 0 1 8 年第5 期 行选矿脱硅尤为重要。 本文针对云南昭通地区高铝高硅铝土矿，将 重选回收粗粒矿物和浮选回收细粒矿物的各自优 势相互结合，采用重选一浮选联合分级脱硅方法， 阶段获得粗、细铝土矿精矿产品，对高铝高硅铝土 矿降硅提质效果显著，具有选矿成本低、回收率 高、流程简单灵活及生产易控制等优点。对实现 我国大量类似铝土矿资源的选矿开发利用具有重 表1 T a b l e1 要的借鉴意义。 1试验矿样与方法 1 ．1 试验矿样 铝土矿来自云南昭通地区，对其分别进行了多 元素化学分析、矿物组成分析和物相分析，结果分别 见表1 3 。 多组分分析结果 M u l t i c o m p o s i t i o na n a l y s i sr e s u l t s 表2矿物组成分析结果 T a b l e2 A n a l y s i so fm i n e r a l sc o m p o s i t i o n ／％ 由表1 至表3 结果，该铝土矿含A l 0 ， 6 7 ．2 5 ％、S i 0 21 3 ．5 0 ％，铝硅比 A ／S 为4 ．9 8 ，为一 水硬铝石型高铝高硅铝土矿。 1 ．2 试验方法 根据该铝土矿含铝高、含硅高的特征，试验采用 重选一浮选联合分级脱硅流程，重选采用螺旋溜槽 富集粗粒级铝土矿，再用水力旋流器对螺溜尾矿脱 泥，最后浮选富集细粒铝土矿。为了进一步确定螺 旋溜槽中矿返回对选矿指标的影响，进行了重选一 浮选联合闭路试验。 采用E D T A 滴定法分析铝土矿中的A l 0 ，，采 用钼蓝光度法分析S i O ，。 主要分析仪器有d 一6 0 0 0 型x 射线荧光光谱仪、 A A 一1 8 0 0 E 型八灯座火焰石墨炉一体原子吸收光谱 仪；试验设备主要有x M Q 一3 5 0 1 6 0 锥形球磨机、 L L 6 0 0 3 6 0 型螺旋溜槽、实验型水力旋流器、x F D 型单槽式浮选机 1 ．5L 浮选槽 、D L ．5 C 型盘式真 空过滤机、1 0 1 型干燥箱等。浮选试验药剂主要有 碳酸钠、水玻璃、六偏磷酸钠、乙酸铅、油酸钠、松醇 油等。 2 试验结果与讨论 2 ．1 重选脱硅试验 对具有比重差异的有色金属矿及稀有金属矿 等，螺旋溜槽具有分选过程稳定、处理量大、无需动 力、富集比及回收率高等优点‘。4 。} 。利用高铝高硅 铝土矿中一水硬铝石矿物与硅酸盐矿物、石英等脉 石矿物之间存在的密度差异，对该铝土矿首先采用 螺旋溜槽进行一次粗选、一次精选，目的是得到粗粒 铝土矿精矿，再用水力旋流器对螺溜尾矿预先脱除 高硅细泥，以期减少对后续浮选脱硅过程的影响。 磨矿细度为一7 4 m 占8 0 ％，螺旋溜槽作业矿浆浓 度为1 0 ％，水力旋流器作业矿浆浓度为1 5 ％时，采 用图1 的重选脱硅试验流程，试验结果见表4 。 原矿 粗粒重选精矿中矿1中矿2沉砂尾矿 图1螺溜粗、精选一水力旋流器 扫选试验流程图 F i g ．1 T h en o w s h e e to fs p i r a lc h u t er o u g h i n ga n d c l e a n i n g h y d r o c y c l o n es c a v e n g i n g 万方数据 2 0 1 8 年第5 期 谢海云等高铝高硅铝土矿重选一浮选联合分级脱硅研究．5 5 ． 表4 螺溜粗选、精选一水力旋流器扫选试验结果 T a b l e4 T e s tr e s u l t so fs p i r a lc h u t er o u g h i n ga n dc l e a n i n g h y d r 。c y c l o n es c a v e n g i n g 由表4 结果，经螺旋溜槽一次粗选一次精选可 得到产率4 1 ．4 9 ％，含A l ，0 ，7 0 ．2 3 ％，s i O ，9 ．5 2 ％． A ／S7 ．3 8 ，回收率4 3 ．4 1 ％的粗粒重选铝土矿精矿， 表明螺溜重选可实现单体解离度好的粗粒铝土矿的 有效脱硅，并富集得到相当一部分合格铝土矿精矿 产品。 对螺旋溜槽尾矿采用水力旋流器进一步进行分 级脱泥，溢流含硅高 s i O 2 1 ．6 9 ％ ，铝硅比低 A ／s 2 ．7 8 ，可作为尾矿直接排出，避免细泥恶化后续浮 选作业，并降低浮选药耗。 2 ．2 浮选脱硅试验 根据重选脱硅结果 图1 和表4 ，水力旋流器沉 砂的产率2 6 ．6 2 ％，含A l o ，6 6 ．5 8 ％，铝硅比5 ．0 3 ，有 很大的回收价值，但其粒度较细难以重选富集，因此 采用浮选脱硅方法进一步回收其中的细粒铝土矿，依 次进行了浮选粗选、浮选开路及浮选闭路试验。 2 ．2 ．1 浮选粗选试验 采用一次浮选粗选流程，研究了细粒铝土矿浮 选脱硅的效果。粗选药剂制度为采用碳酸钠为矿浆 p H 值调整剂及分散剂，水玻璃和六偏磷酸钠为硅酸 盐等脉石矿物抑制剂，乙酸铅为活化剂，油酸钠为捕 收剂，松醇油为起泡剂。浮选粗选试验流程见图2 ， 结果见表5 。 药剂用量单位g ，t ； 搅拌、浮选时间单位 下J 司 沉砂 1 l n 3 碳酸钠6 t H H 3 水玻璃训l 4 六偏磷酸钠瑚 4 乙酸铅2 f m 4 松醇油2 1 粗 选 粗精矿尾矿 图2 浮选粗选试验流程图 F i g ．2 T h en o w s h e e to fn o t a t i o nr o u g h i n gt e s t 表5 浮选粗选试验结果 T a b l e5T e s tr e s u l to fn o t a t i o nr o u g h i n g 由表5 结果，通过浮选粗选可得到作业产率为 8 0 ．3 5 ％，含A l ，O ，为6 9 ．8 6 ％，S i 0 ，1 1 ．2 7 ％，A ／s6 ．2 0 ， 作业回收率8 4 ．3 1 ％的铝土矿粗精矿。表明螺溜重选 后的细粒尾矿，可采用浮选方法有效脱硅富集。 2 ．2 ．2 浮选开路试验 为进一步考查细粒铝土矿浮选的综合指标，在浮 选粗选试验的基础上，采用一次粗选一次扫选四次精 选浮选开路试验流程，以图3 为浮选开路试验流程， 细粒浮选精矿中矿4 图3 浮选开路试验流程图 F i g ．3 T h en o w s h e e to fo p e n c i r c u i tn o t a t i o nt e s t 万方数据 5 6 有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第5 期 得到表6 试的验结果二 表6 浮选开路试验结果 T a b l e6R e s u l t so fo p e n c i r c u i tn o t a t i o nt e s t 名称 产摩／ ％ 铝硅比 f A ／S 品位／％回收率／％ A 1 2 0 3 S i 0 2A 1 2 0 3S i 0 2 细粒浮选精矿4 9 ．0 l 1 0 ．9 3 7 3 ．6 56 ．7 45 4 ．3 62 3 ．8 2 中矿1 l O 6 l2 ．4 8 5 7 ．O l2 2 ．9 69 ．1 11 7 ．5 6 中矿2 7 ．4 53 ．1 8 6 0 ．7 91 9 ．1 26 ．8 21 0 ．2 7 中矿3 7 ．5 5 4 ．0 86 4 ．3 11 5 。7 77 ．3 l8 ．5 8 中矿41 0 ．6 l4 ．9 56 6 ．2 81 3 ．3 91 0 ．5 91 0 ．2 4 尾矿1 4 ．7 7i ．9 25 3 ．1 52 7 ．7 II I ．8 2 2 9 5 2 沉砂1 0 0 ．04 ．2 76 6 ．4 l 1 5 ．5 71 0 0 ．01 0 0 ．O 由表6 可见，经过一次粗选一次扫选四次精选， 获得的浮选作业指标为铝土矿精矿产率4 9 ．0 1 ％， 含A 1 2 0 3 7 3 ．6 5 ％，s i 0 2 6 ．7 4 ％，A ／s 1 0 ．9 3 ，作业回收 率5 4 ．3 6 ％。表明对重选尾矿中的细粒铝土矿通过 浮选可获得高品质的铝土矿精矿。 2 ．3 重选一浮选分级脱硅闭路试验 在上述螺溜槽重选富集粗粒铝土矿、螺溜尾矿 水力旋流器脱泥及细粒沉砂浮选试验的基础上，并 充分考虑螺溜中矿返回对选矿过程的影响，进行了 重选一浮选分级脱硅全流程闭路试验，试验流程和 结果分别见图4 和表7 。 原矿 细粒浮选精矿 图4 铝土矿重选一浮选联合分级脱硅流程图 F i g ．4 T h en o w s h e e to fg r a v i t y n o t a t i o nc o m b i n e dd e s i l i c a t i o nt e s t f o rb a u x i t e 万方数据 2 0 1 8 年第5 期 谢海云等高铝高硅铝土矿重选一浮选联合分级脱硅研究．5 7 ． 一 表7 铝土矿重选一浮选联合分级脱硅试验结果 T a b l e7T h er e s u l t so fg r a v i t y n o t a t i o nc o m b i n e dd e s i l i c a t i o nt e s tf o rb a u x i t e 产品名称 产率／％ 铝硅比A ／s 鬲i _ J 堕丝』竺矿鬲菊_ _ 旦堕垩尘生矿 细粒浮选精矿2 5 ．9 79 ．6 9 7 3 ．8 57 ．6 22 8 ．6 0 1 5 ．9 3 总精矿7 0 ．6 28 ．0 27 1 ．6 2 8 ．9 47 5 ．4 3 5 0 ．8 0 尾矿2 9 ．3 82 ．7 0 5 6 ．0 72 0 ．8 0 2 4 ．5 74 9 ．2 0 堕翌 竺 竺 竺 竺 塑． 1 0 0 ．o 由表7 结果，重选一浮选联合闭路工艺的分选 指标良好，铝土矿总精矿产率7 0 ．6 2 ％，含A l ，0 ， 7 1 ．6 2 ％，s i 0 28 ．9 4 ％，铝硅比8 ．0 2 ，A 1 0 ，回收率 7 5 ．4 3 ％。表明对高铝高硅铝土矿采用重选一浮选 联合脱硅流程是一条有效分选途径，与单纯重选或 浮选流程相比，具有生产成本低、选矿药剂消耗低、 对环境污染小等优势，试验结果对现场生产有一定 的参考依据。 3结论 1 铝土矿矿样含A 1 2 0 36 7 ．0 5 ％、S i O 1 2 ．4 2 ％、 A ／S5 ．4 0 ，含铝矿物为一水硬铝石，脉石矿物为高岭 石、白云母、石英等，为高铝高硅铝土矿。 2 在粗磨条件下，螺旋溜槽重选对单体解离度好 的粗粒铝土矿具有脱硅富集优势。经一次粗选、一次 精选可获得产率4 1 ．4 9 ％，含A J 2 0 37 0 ．2 3 ％，铝硅比A ／s 7 ．3 8 ，m 0 ，回收率4 3 ．4 1 ％的合格铝土矿精矿。 3 铝土矿重选后的细粒螺溜尾矿，用水力旋流 器分级脱泥后，采用浮选工艺对细粒铝土矿可有效 脱硅回收。 4 重选一浮选联合分级脱硅流程是实现高铝 高硅铝土矿经济高效富集的有效途径。原矿磨矿细 度为一7 4 m 占8 0 ％时，重选一浮选闭路试验获得 产率7 0 ．6 2 ％、含A l 0 ，7 1 ．6 2 ％、回收率7 5 ．4 3 ％、 A ／S8 ．0 2 的高品质铝土矿总精矿。 参考文献 [ 1 ] 何莹于．铝土矿选矿的现状及发展前景研究[ J ] ．中国 金属通报，2 0 1 7 7 1 5 9 1 6 0 ． [ 2 ] 杨晓霞．国内外铝工业现状及发展前景[ J ] ．有色金属 加工，2 0 1 6 1 4 7 ，3 9 ． [ 3 ] 马智敏，陈兴华，王玉才，等．铝土矿选矿脱硅技术研 究现状及前景展望[ J ] ．矿产综合利用，2 0 1 5 1 1 ．6 ． [ 4 ] 杜五星，戴惠新，翟德平．高硅铝土矿选矿脱硅的研究 现状及进展[ J ] ．轻金属，2 0 1 6 1 1 8 一1 3 ． [ 5 ] G u A N G H u IL I ，F O Q u A NG u ， T A OJ I A N G ，e ta 1 ． B e n e f i c i a t i o no fa l u m i n u m 一， i m n 一， a n dt i t a n i u m - b e a r i n g c o n s t i t u e n t sf 而md i a s p o r i cb a u x i t eo r e s [ J ] ． J o u m a lo ft h e M i n e m l sM e t a l sa n dM a t e r i a l sS o c i e t y ，2 0 1 7 ，6 9 2 3 1 5 ．3 2 2 ． [ 6 ] 谢海云，姜亚雄，叶群杰，等．高铝高硅铝土矿分段浮 选脱硅研究[ J ] ．轻金属，2 0 1 4 4 l - 5 ． [ 7 ] T H I Q u Y N H x u A NL E ，s H A O H u AJ u ，L I M I N GL u ，e t a 1 ．An o V e l p m c e s sa n d i t sm e c h a n i s mf o r r e c o v e r i n g a l u m i n af 而m d i a s p o r i cb a u x i t e [ J ] ．H y d m m e t a l l u r g y ， 2 0 1 7 ．1 6 9 1 2 4 1 3 4 ． [ 8 ] 张谦，文书明，王伊杰，等．高铁铝土矿铝铁分离技 术现状[ J ] ．金属矿山 选矿部分 ，2 0 1 7 9 1 3 8 - 1 4 3 ． [ 9 ] G A Os H u L I N c ，L Ix I A O A N ，w E ID E z H 0 u ，e ta 1 ． B e n e 6 c i a t i o no f l o w g r a d ed i a s p o r i c b a u x i t ew i t h h y d r o c y c l o n e [ J ] ．T m n s a c t i o n so fN o n f e r r o u sM e t a l ss o c i e t y o fC h i n a ，2 0 0 8 2 4 4 4 4 4 8 ． [ 1 0 ] 郭远生，廖剑锋，郭欣，等．云南省铝土矿矿床类型 及成矿规律[ J ] ．金属矿山，2 0 1 3 4 4 4 l 硝8 ． [ 1 1 ] 孙莉，肖克炎，王全明，等．中国铝土矿资源现状和 潜力分析 J ] ．地质通报，2 叭1 5 7 2 2 7 2 8 ． 『1 2 ] G A 0L A N ，L IJ I H O N G ，W A N GD E N G H O N G ．O u t l i n eo f m e t a l l o g e n i cr e g u l a r i t yo fb a u x i t ed e p o s i t si nc h i n a [ J ] ． A c t a G e o l o g i c aS i n i c a E n g l i s hE d i t i o n ， 2 0 15 6 2 0 7 2 - 2 0 8 4 ． [ 1 3 ] L Iz H A N G ，c H A N G Y u NP A R K ，G E N H 0 uw A N G ，e t a 1 ．P h a s et m n s f o r n l a t i o np m c e s s e si nk a r s t t y p eb a u x “e d e p o s i tf r o m Y u n n a na r e a ， c h i n a [ J ] ． 0 r eG e o l o g y R e v i e w s ，2 0 1 7 ，8 9 4 0 7 4 2 0 ． [ 1 4 ] 李春鸥．具备脱泥效果的选矿螺旋溜槽2 0 1 1 2 0 2 1 5 2 3 2 [ P ] ．2 0 l l m 6 2 2 ． [ 1 5 ] 李广，肖琴，李春鸥，等．新型高效螺旋溜槽的设 计及应用[ J ] ．矿山机械，2 0 1 6 5 6 3 - 6 6 ． 万方数据