云南某高铁高钛低品位复杂铝土矿选矿试验研究.pdf

第3 2 卷 2 0 1 2 年0 8 月 矿冶工程 M I N I N GA N DM E T A L I J 瓜G I C A LE N G D m E I Ⅲq G V 0 1 ．3 2 A u g u s t2 0 1 2 云南某高铁高钛低品位复杂铝土矿选矿试验研究① 杨林，简胜，吴迪 昆明冶金研究院，云南昆明6 5 0 0 3 1 摘要云南某高铁高钛低品位复杂铝土矿，已探明资源储量巨大，此类铝土矿资源在国内外极为少见。矿石中主要有用矿物为 一水硬铝石、赤褐铁矿及锐钛矿，有用矿物之间相互浸染，嵌布粒度细。采用浮选方法能有效地分离铝矿物与硅矿物，浮选闭路试 验结果表明精矿铝硅比在7 以上，三氧化二铝回收率在8 0 ％以上，指标稳定，流程简单；但精矿中铁及钛含量高，常规物理选矿方 法难以有效地分离铝、铁及钛矿物，化学选矿及选冶联合工艺是对此类矿石中铝、铁及钛资源综合利用较有前途的工艺路线。 关键词铝土矿；高铁；高钛；提铝降硅 中图分类号T D 9 2 3文献标识码A文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 2 0 8 一0 1 1 3 一0 4 我国铝土矿资源储量丰富，主要分布在全国1 9 个 省区，其中山西、贵州、河南、广西、山东等五个省区储 量占据全国总储量的9 0 ．5 6 ％。我国铝土矿资源主要 为一水硬铝石型，大都属于高铝、高硅、低铁难溶矿石， 铝硅比偏低。3J 。云南省铝土矿资源一直未被勘探发 掘，当前，据相关企业报道，云南省铝土矿资源储量已 过亿吨，但大都属于高铁高钛、低铝低硅型铝土矿，原 矿铝硅比较低，一般在2 ～3 之间，目前，此类铝土矿资 源在国内外极为少见，对此类资源开展“提铝降硅”及 资源综合利用试验研究意义重大。本文针对云南某地 高铁高钛低品位复杂铝土矿进行了试验研究，旨在为 开发利用此类资源提供借鉴指导。 1 矿石性质 矿石主要化学成分分析，铝、铁及钛物相分析及主 要矿物组成分别见表l ～3 。 从表1 ～3 可以看出，矿石中主要有价元素为铝、 铁及钛，矿石原矿A ／S 较低，仅为2 ．8 8 ，铁及T i O 含 量高。矿石中主要矿物为一水硬铝石、赤褐铁矿、锐钛 矿及高岭石，铝主要分布在一水硬铝石及高岭石中，铁 主要分布在赤褐铁矿r 亿而钛则主要以锐钛矿形态存 在。该矿石属于高铁高钛低品位铝土矿，矿石中铁及 钛的品位低于其作为单独矿石的工业开采品位，但又 具有一定的开发利用价值。 表1矿石主要化学成分分析结果 质量分数 ／％ A 1 2 0 3S i 0 2T i 0 2 T F eSP M g O C a O 3 9 ．8 91 3 ．8 66 ．8 01 7 ．6 30 ．1 6O ．0 6 50 ．0 7 70 ．0 5 5 表2 物相分析结果 表3 主要矿物组成 质量分数 名给 一水硬铝石褐铁矿赤铁矿锐钛矿石英高岭石白云石玉髓 3 9 ．o l1 2 ．7 41 3 ．0 46 ．8 0O ．52 6 ．5 5O ．1 71 ．o o 一水硬铝石单晶体粒度多在0 ．0 3 ～0 ．2m m 之 间，集合体 鲕粒 粒度最大可达1m m 以上，但常被褐 铁矿、赤铁矿浸染，或与褐铁矿、赤铁矿、粘土矿物连 生；赤褐铁矿可见一定数量的晶体颗粒 粒度在0 ．0 5 0 ．3m m 之间 ；细小的褐铁矿、赤铁矿常浸染于硬 水铝石或高岭石之中；锐钛矿多数以隐- 微晶集合体形 式产出，解离困难。高岭石多呈粒度细小的隐一微晶质 致密块状集合体，部分为鳞片状或板状晶体；常被赤铁 矿、褐铁矿浸染，部分与硬水铝石、赤铁矿、褐铁矿连 生，粒度在0 ．0 0 5 ～0 ．1m m 之间，最小小于0 ．0 0 1m m 。 ①收稿日期2 0 1 2 - 0 5 - 2 8 作者简介杨林 1 9 8 5 一 ，男 苗族 ，贵州安顺人，I 程师，硕f ．主要从事资源综合利用研究及实践l 作。 万方数据 1 1 , 4 矿冶工程 第3 2 卷 2 选矿试验研究 针对该矿石进行了大量的探索试验，主要针对提 铝降硅的捕收剂及抑制剂等进行了探索、对比试验，结 果表明昆明冶金研究院自行开发研制的捕收剂B C 一3 浮选效果较常规药剂好。以B C ．3 为捕收剂对该矿石 进行了详细的浮选药剂制度及流程结构研究。浮选条 件试验流程见图1 。 N a 2 C 0 3 六偏磷酸钠 抑制剂 捕收剂 粗选 精矿尾矿 图1 浮选条件试验流程 2 ．1 p H 调整剂用量的影响 进行了以碳酸钠、氢氧化钠为p H 调整剂的试验研 究，结果表明以碳酸钠作p H 调整剂为宜，其在分选过程 中不仅起到调整p H 值的作用，而且能有效地分散矿浆， 降低矿泥对浮选体系的影响。固定六偏磷酸钠用量为 2 0 0g ／t ，抑制剂硅酸钠用量为5 0 0g ／t ，捕收剂B C 一3 用 量为15 0 0 ∥t ，改变碳酸钠用量，试验结果见图2 。 碳酸钠用量／ k g t ‘1 图2 碳酸钠用量对粗精矿指标的影响 从图2 可以看出，随着碳酸钠用量的增大，浮选粗 精矿中三氧化二铝的回收率先增大后减小，而铝硅比 则先减小后增大，综合浮选指标及药剂成本，适宜的碳 酸用量为20 0 0 ∥t 。 2 ．2 六偏磷酸钠用量的影响 固定碳酸钠用量为20 0 0g ／t ，硅酸钠用量为5 0 0 g ／t ，B C 一3 用量为15 0 0g ／t ，试验结果见图3 。 摹 姗 罄 雹 o J 六偏骥酸钠用囊埕g ．t “ 图3六偏磷酸钠用量对粗精矿指标的影响 从图3 可以看出，随着六偏磷酸钠用量增大，粗精 矿中三氧化二铝的回收率先增大后减小。六偏磷酸钠 在浮选体系中主要起到分散矿浆的作用，但其用量大 时对一水硬铝石有抑制作用HJ ，在六偏磷酸钠用量为 1 5 0g ／t 时，三氧化二铝的回收率达到最大，综合考虑， 适宜的六偏磷酸钠用量为1 5 0g ／t 。 2 ．3 抑制剂用量的影响 探索了硅酸钠、氟硅酸钠、Y 8 、苛性淀粉及腐植酸 钠等抑制剂对高岭石的抑制性能，结果表明以硅酸钠 效果最佳，故对其用量进行条件试验研究，固定碳酸钠 用量为2 0 0 0 ∥t ，六偏磷酸钠用量为1 5 0g ／t ，捕收剂 B C ．3 为15 0 0g ／t ，试验结果见图4 。 硅酸钠用量／ g t ‘t 】 图4 硅酸钠用量对粗精矿指标的影响 从图4 可以看出，随着硅酸钠用量的增大，精矿三 氧化二铝的回收率先增大后减小，铝硅比呈下降趋势。 硅酸钠用量过大则对一水硬铝石也产生抑制作用，适 宜的硅酸钠用量为5 0 0g ／t 。 2 ．4 捕收剂用量的影响 固定碳酸钠用量为20 0 0g ／t ，六偏磷酸钠用量为 1 5 0g ／t ，硅酸钠用量为5 0 0g ／t ，试验结果见图5 。 从图5 可以看出，随捕收剂用量增大，精矿三氧化 二铝回收率呈增大趋势，铝硅比呈降低趋势，在捕收剂 用量达8 0 0g ／t 后，三三氧化二铝回收率增长趋势渐缓， 万方数据 2 0 1 2 年0 8 月杨林等云南某高铁高钛低品位复杂铝土矿选矿试验研究 综合考虑，适宜的捕收剂用量为8 0 0g ／t 。 捕收剂B C 一3 用景／ g t 。 图5捕收剂B C 3 用量对粗精矿指标的影响 2 ．5 入选粒度的影响 固定碳酸钠用量为20 0 0g ／t ，六偏磷酸钠用量为 1 5 0g ／t ，硅酸钠用量为5 0 0g ／t ，捕收剂B C - 3 用量为 8 0 0g ／t ，试验结果见图6 。 ．0 ．0 7 4 r a m 靛级含量／％ 图6 入选粒度对粗精矿指标的影响 从图6 可以看出，随人选粒度变细，粗精矿三氧化 二铝回收率逐渐增大，铝硅比则逐渐降低，综合考虑， 适宜的入选粒度为一0 ．0 7 4m m 粒级占8 0 ％～9 0 ％。 2 ．6 闭路试验研究 在粗选条件试验的基础上，进行了精选次数及精 选药剂制度研究，并进行了全流程开路试验，在此基础 上进行了闭路试验研究，试验流程见图7 ，试验结果见 表4 。 试验试样 精矿 表4 闭路试验结果 图7 闭路试验流程 尾矿 从闭路试验结果可以看出，精矿铝硅比在7 以L ， 三氧化二铝回收率稳定在8 0 ％左右，浮选指标稳定， 流程简单。采用浮选能有效地提铝降硅，但浮选闭路 精矿中铁及钛的含量较高，尤其是T i O 的含量高，对 后续拜耳法溶出影响大5 。本文还对浮选闭路精矿 进行_ 『强磁选选铁及磁化焙烧一磁选选铁探索试验，其 分选效果都不佳，主要原因在于原矿中赤褐铁矿与一 水硬铝彳i 卡| j ‘j 浸染，嵌布粒度细，浮选粒度范围内难予 荦．体解离。 笨于物理选矿方法 浮选 仅能有效地分选铝矿 万方数据 1 1 6 矿冶工程第3 2 卷 物与硅矿物，而对铁及钛矿物的分选效果差，目前正在 研究用化学选矿方法及选冶联合方法对此高铁高钛低 品位复杂铝土矿进行铝、铁及钛的资源综合利用试验 研究，并取得了阶段性的成果。 3 结语 1 云南某高铁高钛低品位复杂铝土矿已探明资 源储量巨大，此类资源在国内外极为少见，矿石中主要 有用矿物为一水硬铝石、赤褐铁矿及锐钛矿，矿物之间 相互浸染，嵌布粒度细。 2 浮选能有效地分离铝矿物与硅矿物，浮选闭路 试验精矿铝硅比在7 以上，三氧化二铝回收率在8 0 ％ 以上，指标稳定，流程简单；精矿中铁及钛含量较高，采 用磁选及磁化焙烧一磁选分选效果不佳。 3 对此类铝土矿资源开展化学选及选冶联合工 艺对铝、铁及钛资源综合利用是较有前途的工艺路线。 参考文献 [ 1 ] 刑东生，管永诗，我国铝土矿资源及氧化铝工业的现状与分析 [ J ] ．采矿技术，2 0 0 1 2 5 3 5 5 ． [ 2 ]魏新超，韩跃新，印万忠，等．铝土矿选矿脱硅的研究现状及进展 [ J ] ．黄金学报，2 0 0 1 4 2 6 9 2 7 2 ． [ 3 ]胡岳华，王毓华，王淀佐．铝硅矿物浮选化学与铝士矿脱硅[ M ] ． 北京科学出版社，2 0 0 4 ． [ 4 ]程平平，钟宏，余新阳，等．铝土矿反浮选抑制剂的研究进展 [ J ] ．河南化工，2 0 0 8 1 l 一3 ． [ 5 ]毕诗文。于海燕，杨毅宏，等，拜耳法生产氧化铝[ M ] ，北京冶金 工业出版社，2 0 0 7 ． 万方数据