选别铝土矿合理磨矿工艺流程.pdf

④ t ． ． 选 别铝土矿合理磨矿工艺流程的研究 吴国亮x 黄国智 I方启学 王建锋 _ ____’_ 一 、多 摘 要 铝土矿矿物磨矿粒度分析表明， 矿物之间存在明显的可碎性差异。高岭 石等古硅 矿物易泥化． 影响浮选指标。在浮选工艺研究的基础 上， 提出了两段两 闭路磨矿和返 回中矿直 接 进 露 ， l可 碎峨旨 关 键 词 圭 兰 堕 拄 生 ， ； 荔 青 碧 ， 舛 ’r啦 移 我 国铝土 矿 资 源 十分 丰富 ， 至 1 9 9 4年 底 统计 ， 全 国探 明储量 达 2 2 ． 8 8亿 t ， 工业 储 量 7 ． 2 4亿 t _ 1 J 。主 要 分 布 在 山西 、 河南 、 贵 州、 广西和 山东等 省区。 以一水硬 铝石型 为 主， 三 水铝 石 型矿 石很 少。据 初步 统 计 ， 我 国 A ／ S1 O的 矿石 仅 占 l O ％左 右 ． A ／ S7 ～ 1 0的矿石 占 2 0 ％左 右 ， A／ S4～7的 矿 石 占 6 O％以上 ， A ／ S2 ． 6 ～4占 1 0 ％左 右 。 由于矿石 含硅量 高， 因此不 能经济地 采用成 熟的拜耳法生产氧化铝。 自7 0年代 初 ， 我 国一直在探 索“ 选矿一 拜 耳法 ” 生 产氧 化 铝的 路 线 ． 但 由于 铝 土矿 选矿 脱 硅 一 般 磨 矿 细 度 为 9 5 ％ ～9 8 ％ 一 7 4 m， 甚 至更 细 ， 矿 物 泥 化严 重 ， 造 成 浮选 脱 硅后 的精 矿 脱 水 困难和 拜 耳 法 溶 出后 赤 泥 压缩 液 固 比偏高 ． 同时分选效 果也 不很理 想 ， 制 约了其工 业化应 用。 铝 土矿 浮选精 矿 的 粒 度 是 另 一个 衡 量 工 艺合理 性 的重 要指 标， 是“ 选 矿一拜 耳法 ” 生产氧化 铝 新工 艺的关 键 技 术 之 一。 本文 将 介绍 铝土 矿 的粉碎 特 性 和 合理 的磨 矿 工 艺 。 1铝 土 矿 的粉 碎 特 性 1 ． 1 矿 物的物理 性质 铝土矿 主要含铝 矿物 为一水硬 铝石 ， 脉 石矿物 主要 为高岭石 、 伊 利石 、 叶蜡 石 、 绿 泥 石等 矿 物 ． 铁 矿 物 有 锐 钛 矿 、 针 铁 矿 、 赤 铁 矿 、 板 钛矿 等 。此外 还 有 少 量 蒙 脱 石 、 电气 石 、 石英 、 锆石 、 碳 酸盐 等矿物 。河南某 典型 铝 土矿 的矿物 含量列于 表 1 。 表 l 矿 石 的矿物组 成及含 量 一 水硬铝石的晶体结构与含硅脉石矿 物的 晶体结构 差异较 大 ， 见表 2 。一 水硬 铝 石的 晶体结构属 于链 状结构 基型 ． 化 学键 结 合变得 更 加 紧 密， 使 一 水 硬 铝 石 的 硬 度 较 大。而 含硅脉 石矿 物 的 晶 体结 构 都 属 于 层 宴 善 壬 显 婴 验 善 室 巷 窨 沈 茗 誉 设 计 研 究 院 、 北 京 矿 怕 研 究 总 院 、 中 南 工 业 大 学 、 中 国 长 城 铝 业 公 司 和 中 州 铝 厂 ， 维普资讯 2 状铝硅酸盐矿物， 其单位层问靠微弱分子键 在外力的作用下其易于优先粉碎。 连接 ， 所 以这 些 含硅 脉 石 矿 物 的硬 度 较 低 ， 衰 2 主要矿物物理化学性质 1 ． 2 矿物粉碎 特性 1 ． 2 ． 1 一 永硬 石与高岭 石 粉碎 特性 研究 采用 一水硬 铝石 和 高岭 石 矿 物 分 别进 行常规小型试验 磨矿 粉碎， 试验结果 见图 1 。从 图 l可 见， 高岭 石 与 一水 硬 铝 石 形 成 一 7 5 , m粒 级 的速 度 相差 较大 ， 即 矿物 之 间 存在天然可碎性差异。 囝 1 一水硬铝石与高岭石形成 一7 5 m粒 缎 速度 1 ． 2 ． 2铝土矿 磨矿产 品的特性 研究 采 用小型球磨机 进行铝 土矿磨 矿试 验。 小 型磨机装 球 见表 3 ， 粒度 组 成 见袭 4 。 从 表 4可见， 铝土矿在磨矿过程中存在选择性 碎解 ， 但 是 仅表 现 为 一L 0 I | n 粒 级铝 硅 比明 显偏 低， 其他粒 级 铝 硅 比变 化 不大 ， 可 见 采 用常 规磨矿工艺 ． 不 能通过分 级方 法获得 铝 硅 比大于 l O的产 品 ， 因此分 选 作 业 仍 是 必 要 的。 表 3 小 型球 磨机 装球及配 比 2磨 矿工 艺研 究 2 ． 1 铝土矿浮选流程研究 铝 土矿 浮选 脱 硅 流 程 以 前绝 大 部 分 为 一 次磨 细浮选 流程 ， 为 了使矿物单 体解 离通 常 采用 细磨 。在 “ 九五 ” 重 点 科 技攻 关 项 目 子 专胚 “ 铝 土 矿选 矿 脱硅 新 技 术 的研 究 ” 过 程 中 ． 北京矿 冶研 究 总院 提 出 以“ 一水硬 铝 石富连 生体为 捕 集对 象 ” 的 技 术新 思路 ， 开 发阶段磨矿一 次选 别工艺_ 2 】 ， 有关详细 内 容 ， 将 另文发表 。 2 ． 2 工 业试验 磨矿 工艺研 究 铝土矿磨 矿工 艺 需把 高岭 石 等 含硅 矿 物单体解离， 但不过分泥化， 同时产 出粒度 合理 的一水硬 铝石 富连 生体 。为此 ， 在 实验 室 利用小型球 磨机 ， 采 用一段磨 矿流程进 行 了磨 矿试验 ， 结果 列于表 4 。 试 验 结 果 表 明，磨 矿 细 度 由 2 9 ． 6 ％ 一 7 5 【 n 提高 到 4 L _ 8 ％ 一7 5 t m， 细度提 高 了 1 2 ． 4 ％， 但 一7 5l O m粒 级 的产 率 变 化 不 大， 主 要 表 觋 为 一 l O m 粒 级 产 率 增 加 9 ． 5 ％， 在这 一磨 矿 段 ， 易 过粉 碎 或 泥化 ． 因 维普资讯 3 此磨矿 工艺 应考 虑 加 快 物 料通 过 磨 机 的 时 间， 使磨矿粒度合格的物料尽可能进入浮选 工 艺 。 一 次 磨 至7 4． 9 8 ％ 一 7 5 v m 时， 一 l O “ m粒 级 产 率 达 2 8 ． 7 7 ％， 细 粒 级 含 量 偏 大， 不利 于提 高 精 矿 的平 均 粒度 ， 且 这 一 粒级 的一水 硬铝石 回收难度 增加 。 表 4 磨 矿产品粒 度组成 磨 矿 粒 级 产牢 ％ 品位 ％ ⋯ 细 度 十 别累 计A1 2 s i 02 ⋯ 根据 小 型试验和 扩大连 选试验 结果 ， 综 合考 虑工 业 试验 入 磨 粒 度 为 一1 2 ram， 采 用 一 段磨矿难 以保证 细度 7 5 ％左 右 一7 5 V r il ， 同时可 能存在 浮选 过 程的波 动， 使 返 回再 磨 的粗 粒 中矿 量 变 化 ， 影 响 磨矿 过 程 的稳 定 性 。 因此 工业 试 验采 用 两段 两 闭路 磨 矿 流 程 ， 返 回 中矿 直接 进 入 二 段 磨矿 回路 细 磨。 磨矿工 艺 见图 2 L 3 J 。其特点 如下 ； 1 l号 磨 机与 分 级 设 备形 成 闭路 ， 与 开路相 比， 单位 时间内通 过磨机 的物 料量 大 ， 原 矿 中易泥化 的含硅脉 石矿 物通 过 磨机 的 时间短 ， 减少 了矿物 的泥化 。 2 铝土 矿 粗 磨 时， 磨 矿 产 品粒 度 呈 两 级 分 化， 1号磨 机装 球 直 径 相 对 较大 ， 有 利 于 过粗颗 粒 的粉 碎 。 同时减 少 2号 磨 机 的 粉碎 量， 以均 衡 两磨 机的 负荷， 易于 设 备 的 配 置 。 3 2号磨 机装 球 直 径相 对 较 小， 有 利 于 返 回粗 粒 中矿 的细 磨 。 以上 可见 ， 两段 两 闭路 磨矿适 用 于处 理 以一水硬 铝石 富集 合 体 为解离 目标 的 铝 土 矿磨矿 的需 要 ， 即 可 以 强化 选 择 性 碎 解 磨 矿 ， 又可 以达 到减少矿 物过 粉碎 的 目的。 原矿 圈 2磨矿工 艺流程 2 ． 3 磨矿产品粒度分析 工 业 试 验 产 品 粒 度 组 成 见 表 5 ，一 7 5 u m粒 级含 量 为 7 5 ． 5 ％。与 表 4中磨 矿 细度为 一7 5 m7 4 ． 9 8 ％相 比， 本次 工 业试 验 产 品粒度组 成 比小 型磨 机 产 品粒 度 组 成 更 合理 。 其 中，一1 O 肿粒 级 的 产 率 分 别 为 6 ． 2 ％、 2 8 ． 7 7 ％， 难 选 细 粒 级 含 量 降 低 2 2． 5 7％ 浮选精矿粒级组成中， 中间粒级 一1 5 0 l O m 产 率 为 8 1 ． 6 4％。在 整 个 粒 度 组 成中 ， 一 水硬 铝 石 富连 生体 解 离 度 为 8 0 ％ 左 右 。表 明本 工 艺 流 程有 利 于强 化一 水 硬 铝 石 富集合 体 与 含 硅脉 石矿 物 的选 择 性 碎 J 解 ， 即 可以 保证 一 水硬 铝石 富连 生体磨 至浮 选要 求粒 度， 又可 以减 少 主要矿物过 粉碎 现 象 ， 为浮选 作业提供 合适 的入选物 料 。 维普资讯 4 3结 论 1 ． 铝土矿 中主 要 矿 物之 间存 在 明显 的 可碎 性差 异 ， 充分利用 这种 差异将 简化分 选 流 程 。 2 选择合 理 的 磨矿 工 艺 可 获 得 适 宜 的 粒度 特性 ， 减少 含硅 脉石矿物 及一 水硬 铝 石 的过 粉碎 现象 ， 为铝 土矿选 矿提供粒 度组 成 合适 的入选物 料 。 3 ． 磨矿 回路 的设 备 和操 作参 数仍 有 待 进一 步研 究， 如磨 机选型 和装球 配 比等 。 参考 文献 i 扬新 ． 浅 谈 我 国氧 化 铝 工业 的 发展 ， 有 色 金属 季 刊 ， 1 9 9 7 ， 4 9 2 2 3 --2 7 2 ． 北 京 矿 冶研 究 总院铝 土矿 选 矿脱 硅新 技 术 的研 究扩 大连 选 试 验 报 告 ， 1 9 9 8 6 3 ， 沈 阳 铝 镁设 计 研 究 院 ， 北 京 矿 冶研 究 总 院 ， 中 国 长 城 铝 业 公 司 ． 中 南 工业 大 学 ， 中 |州 铝 厂 ． 铝 土 矿 选 矿 磨 矿工 艺 研 究 与 工业 试 验 ， 1 9 9 9 1 0 上 接 第 1 8页 1 ． 6 0％ ， 用丁 基黄药 对 生产 是有 和的 。因 为 浮选 白银 公司铜 冶炼渣 的浓度 相对 较低， 生产 中将不 会出现 泡沫发粘 的现象 ， 只要解 决好丁基黄药干粉在溶解、 稀释和添加过程 中的密 闭及 工 作场所 的通风 ， 也 就不会 给操 作人员的身体健康带来危害。 5结 倍 1 ． 白银公 司冶炼 渣可 用浮选 方 法处理 ， 在 简单 的药剂条 件 下， 转炉 渣 小型试 验 的技 术 指标为 原 矿铜 品位 5 ． 2 4 ％， 精 矿铜 品位 4 2 ． 2 O％， 铜 回收 率 9 2． 6 5 ％。工 业 试 验 和 工业 试 生产的结 果均 较 好 。 2 ． 处理 白银 公司铜冶炼 渣 的流程 简单 ， 磨矿细度 相 对 较粗 ， 浮选 浓 度 相 对 较 低 技 术条件容易达到 。 3 ． 截 止 目前 所 完 成 的 工作 已使 正 式 处 理 白银 公司铜 冶炼 渣有 了基础 ， 今 后组织 规 模生产 势在必 行。 与此 同时 ， 渣尾 选铁项 目 也应尽早 开 展起 来 ， 以 综合 回收 资 源 ， 进 一 步提 高 处理渣 的经济 效益 。 参考 文 献 i ． 李 嘉 桂 对 铜 冶 炼 转 炉 作 业 物 料 平 衡 的 认 识世 界 有 色金 属 ， 1 9 9 8 ， 2 2 ． 何 从行 ． 用 选 矿 工 艺 回收 冶炼 渣 中的 有 价 金 属 ． 有 色矿 山， 1 9 9 7 ． 5 3 ． 宋 月林 ． 国 内外 铜 溶 池熔 炼 工 艺述 评 ． 世 界 有 色 金 属 ， 1 9 9 3 ， 6 4王少青等． 炉渣选矿 在我国应 用与发展， 有色矿 山 ， 1 9 9 3 ， 3 5． 王治华． 贵冶转炉 渣选矿药剂 国产化代用研 究． 有 色金 属 选 矿 部 分 ， 1 9 9 6 ． 1 维普资讯