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有色金属0 0 0 2 0 3 有色金属 2 0 0 0 No . 2 P. 11-14 微细粒高岭石对铝土矿浮选精矿质量的影响 石伟 黄国智 方启学 崔吉让 摘 要研究微细粒高岭石的浮选行为。高岭石的粒度越细，可浮性越好，并且微细 粒矿物易机械夹带上浮，降低了铝土矿正浮选脱硅的分选效率，使细磨分选时精矿铝 硅比降低。强化微细粒的抑制是提高精矿质量的有效途径。 关键词铝土矿 高岭石 机械夹带 脱硅▲ 我国铝土矿资源丰富，主要为高岭石一水硬铝石型铝土矿，其主要由一水硬铝 石、含硅矿物 高岭石、伊利石和叶蜡石等 、氧化铁矿物 针铁矿、水针铁矿和赤铁矿 和钛矿物 锐钛矿和金红石 四大类矿物组成。其特点是铝高硅高，铝硅比低，氧化铁 含量一般也较低。一水硬铝石多呈隐晶质或微晶集合体的形式产出，与含硅矿物、氧 化铁矿物等矿物关系密切，嵌布较细。 自7 0 年代初，我国对一水硬铝石型铝土矿进行了许多小型浮选脱硅试验［1～6 ］， 一般磨矿细度为95～98 -7 4μm ，甚至更细，用碳酸钠和氢氧化钠调整p H 至9～10 ， 采用六偏磷酸钠、硅酸钠、腐殖酸盐、木质素和硫化钠等作调整剂，常用氧化石蜡皂 与塔尔油 多为4∶1 或癸二酸下脚料等脂肪酸类作捕收剂，流程多为两次粗选，一次 精选。并对山东、山西、河南等地一水硬铝石型铝土矿进行了半工业浮选脱硅研究， 结果［7 ］见表1，浮选精矿的铝硅比多为8 ～10 ，虽可满足拜耳法原料铝硅比要求，但 资料表明［8 ］，矿石中Si O 2每增加1，每吨矿石多消耗Na O H 6 . 6 k g ，多消耗 A l 2O38 . 5k g ，经济分析表明［9］，与矿石铝硅比有关的拜耳法生产的主要原料消耗指标 及生产费用均随矿石铝硅比的降低而增加，其变化率也随矿石铝硅比的降低而增加， 当矿石铝硅比小于10 时，变化率开始急剧增大，大于10 时变化率急剧趋小。因此产出 铝硅比大于10 的精矿将提高氧化铝生产的经济效益。 表1 我国一些矿区浮选脱硅半工业试验结果 矿样 产品 名称 品位 A l 2O3回收率 A l 2O3 Si O 2A / S 山西 孝义 原矿 6 6 . 0 413. 7 5. 1010 0 . 0 精矿 7 6 . 2 57 . 8 5 8 . 417 1. 12 尾矿 55. 96 2 3. 17 2 . 412 9. 8 8 河南 小关 原矿 6 4. 2 7 13. 97 4. 6 010 0 . 0 精矿 7 1. 347 . 7 3 9. 2 37 3. 8 1 f i l e / / / E| / q k / y s j s -x k / y s j s 2 0 0 0 / 0 0 0 2 / 0 0 0 2 0 3. h t m （第 1／6 页）2 0 10 -3-2 3 13 12 0 1 有色金属0 0 0 2 0 3 尾矿 50 . 2 3 2 6 . 35 1. 912 6 . 19 广西 苹果 原矿 52 . 339. 0 6 5. 7 810 0 . 0 精矿 56 . 136 . 13 9. 138 8 . 50 尾矿 34. 40 2 2 . 8 1 1. 5111. 50 黔中 铝矿 原矿 6 6 . 8 0 12 . 2 3 5. 4710 0 . 0 精矿 7 0 . 49 8 . 7 1 8 . 0 97 9. 6 1 尾矿 55. 8 0 2 3. 10 2 . 422 1. 39 铝土矿中含硅脉石矿物高岭石等易粉碎泥化［7 ］，山西克俄铝土矿中主要含硅脉 石矿物为高岭石，浮选试验的尾矿和精矿粒度组成及铝硅比见表2 ，精矿-5μm 粒级的 铝硅比仅为3. 8 9，可见大量微细粒高岭石进入精矿，影响质量；另外尾矿中-5μm 粒级 的产率达2 2 . 18 ，铝硅比为1. 32 ，因此矿浆中大量的微细粒高岭石的分选效果是决定精 矿质量的关键。本文主要讨论微细粒高岭石的浮选行为。 表2 山西孝义克俄铝土矿工业试验产品的粒度组成 粒级 μm 7 7 -7 7 53 -53 37 -37 18-18 5-5 尾矿 产率 5. 2 8 11. 6 27 . 9213. 2 139. 7 9 2 2 . 18 A / S2 . 373. 0 02 . 6 12 . 522 . 491. 32 精矿 产率 1. 0 76 . 2 010 . 972 0 . 7 439. 6 9 2 1. 33 A / S9. 0 0 10 . 2 79. 2 98 . 6 412 . 6 7 3. 8 9 1 试样、药剂 1. 1 试样 试验所用的一水硬铝石和高岭石矿样均取自山西孝义克俄矿区。矿物的分析结果 见表3，-10 μm 粒级的粒度组成见表4。 表3 矿物的化学分析结果 成分 A l 2O3 Si O 2烧失量 一水硬铝石 7 8 . 6 0 1. 0 914. 6 8 高岭石38 . 7 0 44. 6 8 14. 40 表4 试样的粒度组成 粒级 μm -11 7 . 8-7 . 8 5. 5 -5. 5 3. 9 -3. 9 2 . 8-2 . 8 1. 9 -1. 9 1. 4 -1. 4 一水硬铝石1. 52 4. 916 . 316 . 414. 511. 415. 0 高岭石2 . 72 1. 916 . 718 . 22 0 . 39. 52 0 . 7 f i l e / / / E| / q k / y s j s -x k / y s j s 2 0 0 0 / 0 0 0 2 / 0 0 0 2 0 3. h t m （第 2 ／6 页）2 0 10 -3-2 3 13 12 0 1 有色金属0 0 0 2 0 3 1. 2 药剂 试验采用优级纯盐酸或氢氧化钠调整矿浆p H 值；所用油酸钠、氯化镁、氯化钙、 硫酸铝、三氯化铁均为分析纯，松醇油为工业品。试验用水为去离子水。 2 微细粒高岭石的可浮性 2 . 1 不同粒度高岭石可浮性 三种粒级的高岭石的可浮性见图1，从图可见，随着高岭石粒度的减小，矿物的上 浮率增加，即粒度越细，可浮性越好。铝土矿正浮选脱硅通常p H 为9～10 左右，在这 一范围，-7 4 10 μm 粒级高岭石的可浮性很差，有利于较粗粒级高岭石的脱除，但- 10 μm 粒级的可浮性最好，不利于-10 μm 粒级高岭石的脱除，影响细粒级精矿质量。 图1 p H 对不同粒级高岭石可浮性的影响 1-10 μm ；2 -33 10 μm ； 3-7 7 33μm ；油酸钠7 10 -4M 2 . 2 难免离子对-10 μm 粒级高岭石可浮性的影响 难免离子对-10 μm 粒级高岭石可浮性的影响见图2 。可见难免离子在p H ＜10 时， 对-10 μm 粒级高岭石都有一定的活化作用，使-10 μm 粒级高岭石可浮性增加。在p H 11 附近，A l 3、Fe3对高岭石存在抑制作用。 f i l e / / / E| / q k / y s j s -x k / y s j s 2 0 0 0 / 0 0 0 2 / 0 0 0 2 0 3. h t m （第 3／6 页）2 0 10 -3-2 3 13 12 0 1 有色金属0 0 0 2 0 3 图2 难免离子对-10 μm 粒级高岭石可浮性的影响 1空白；2 Ca 2 1. 410-3M ；3M g2 7 . 410-4M ； 4A l 3 4. 510-4M ；5Fe3 5. 510-4M ；油酸钠7 10-4M 3 微细粒矿物的机械夹带作用 机械夹带是影响细粒浮选选择性的重要因素，一些研究［10 ］发现，不同粒度的石 英夹带程度不同，当石英平均粒度为40 、2 9、2 0 、14、9、3. 5μm 时，石英对水的相对 回收率 分别为4、18 、35、45、59、7 2 ，可见，粒度越细，夹杂越严重。 本次研究将只考察浮选泡沫对-10 μm 微细粒一水硬铝石和高岭石矿物的机械夹 带。在矿浆中不加捕收剂只加起泡剂松醇油的条件下，考察浮选泡沫产品中矿物的浮 出量及相应的水的浮出量。 3. 1 起泡剂用量对-10 μm 粒级矿物的机械夹带作用 起泡剂用量对矿物和水的浮出量见图3。从图3可见，随着起泡剂用量的增加，泡 沫产品中的矿物浮出量与水的浮出量均增加，且两者的趋势相近。精矿泡沫量越大， 微细粒矿物的机械夹带量越大。 f i l e / / / E| / q k / y s j s -x k / y s j s 2 0 0 0 / 0 0 0 2 / 0 0 0 2 0 3. h t m （第 4／6 页）2 0 10 -3-2 3 13 12 0 1 有色金属0 0 0 2 0 3 图3 起泡剂用量对-10 μm 粒级矿物的机械夹带的影响 通常铝土矿正浮选精矿采用脂肪酸盐或 和 癸二酸下脚料等作捕收剂，其总用量 通常为1～2 k g / t 原矿，在p H 9～10 范围，这类捕收剂具有较强的起泡能力，且最终泡沫 产品的产率为7 0 ～8 0 ，因此细粒的机械夹带是影响精矿一个重要因素；另外通常铝 土矿细磨，矿浆中含泥量较高，将导致泡沫发粘，降低了二次富集作用，并使操作困 难或造成泡沫产品的输送、脱水等困难。 3. 2 泡沫对-10 μm 粒级矿物机械夹带作用 不同p H 值条件下，泡沫对-10 μm 粒级矿物的机械夹带作用见图4。可见p H 6 ～11范 围内，-10 μm 粒级的一水硬铝石和高岭石机械夹带量变化不大，一水硬铝石的上浮率 为40 左右，高岭石的上浮率为30 左右，因此在较广泛的p H 值范围内，微细粒矿物 浮选均存在明显的机械夹带现象。 f i l e / / / E| / q k / y s j s -x k / y s j s 2 0 0 0 / 0 0 0 2 / 0 0 0 2 0 3. h t m （第 5／6 页）2 0 10 -3-2 3 13 12 0 1 有色金属0 0 0 2 0 3 图4 泡沫对-10 μm 粒级矿物机械夹带作用松醇油10 m g / L 4 讨论 -10 μm 粒级的高岭石的浮选行为明显不同于 10 μm 粒级，在p H 9～10 时，具有良 好的可浮性，难免离子对其具有活化作用，易上浮进入精矿，降低精矿质量。 -10 μm 粒级的高岭石和一水硬铝石 存在明显的机械夹带现象，影响精矿的铝硅 比。 铝土矿细磨浮选脱硅时，精矿中微细粒级的铝硅比较低，严重影响铝土矿浮选脱 硅精矿质量，研究结果表明，高岭石粒度越细，可浮性越好，特别是采用油酸钠作捕 收剂时，在铝土矿正浮选脱硅通常采用p H 9～10 ，-10 μm 粒级高岭石可浮性最好，降低 了铝土矿正浮选脱硅的分选效率；微细粒高岭石，一水硬铝石均易粘附在气泡上，随 着泡沫机械夹带上浮，特别是铝土矿正浮选时，精矿产率高达7 0 ～8 0 ，精矿夹带水 占整个磨浮作业的50 左右，其机械夹带程度较高，降低了精矿质量。 因此减少微细粒高岭石等含硅脉石矿物的上浮，是提高精矿铝硅比的关键，采用 如下措施将可能改善分选指标 1 减少含硅脉石矿物的泥化程度，尽可能放粗入选原料的粒度； 2 研究合理的流程，使脉石矿泥快速通过流程进入尾矿，减少矿泥的污染面和污 染程度； 3 采用喷水淋洗强化二次富集，减少矿泥的机械夹带； 4 选择高效药剂，有效抑制微细粒脉石矿物； 5 分散矿浆，减少矿泥的覆盖。■ 作者简介石伟，中州铝厂工程师 河南焦作 45417 4 黄国智，中州铝厂工程师 河南焦作 45417 4 方启学，中州铝厂工程师 河南焦作 45417 4 崔吉让，中州铝厂工程师 河南焦作 45417 4 参考文献 ［1］东北工学院. 铝土矿浮选，197 3，4 ［2 ］李耀吾，陈东. 金属学报，197 9，15 3 319～32 2 ［3］李隆峰. 中南矿冶学院学报，198 0 4 8 2 ～8 4 ［4］沈阳铝镁设计研究院，东北工学院. 山西孝义克俄矿区铝土矿连续浮选试验报告， 197 2 ，4 ［5］沈阳铝镁设计研究院，东北工学院. 山西孝义克俄矿区铝矿石浮选试验，197 1，7 ［6 ］东北工学院，沈阳铝镁设计研究院. 低品位铝土矿可选性试验，197 1 ［7 ］张国祥等. 中南矿冶学院学报，198 2 3 7 5～8 2 ［8 ］罗琳等. 轻金属，1996 2 ，14～17 ［9］马朝建，赵岗. 轻金属，1998 12 7 ～11 ［10 ］胡熙庚. 浮选理论与工艺，长沙 中南工业大学出版社，1991 f i l e / / / E| / q k / y s j s -x k / y s j s 2 0 0 0 / 0 0 0 2 / 0 0 0 2 0 3. h t m （第 6 ／6 页）2 0 10 -3-2 3 13 12 0 1