铝土矿选矿教学课件

1、铝矿选矿,目录,铝土矿资源分布特点,铝土矿利用现状,铝土矿脱硅,铝土矿资源分布特点,铝土矿(Bauxite)也称铝矾土，是生产氧化铝的主要原料。按矿石中有用矿物成分种类可将铝土矿划分为：三水铝石(Gibbsite)型、一水软铝石(Boehmite)型和一水硬铝石(Diaspore)型三种基本类型。我国铝矿资源丰富。储量居世界第四位。其中沉积型铝土矿占总储量的899。堆积型铝土矿占总储量的85，红土型铝土矿占总储量的1。主要矿石类型为一水硬铝石，约占总储量的99，而三水铝石仅占总储量的1。铝矿分布集中，其中96的储量分布在山西、贵州、河南、广西、山东及四川、云南等七省区的255个矿区中。铝土矿的

2、平均品位为： Al2O3 6199， SiO2 1040。我国一水硬铝石型铝土矿具有高铝、高硅、低铁的特征，矿石的铝硅比(矿石中Al2O3，与SiO2的质量比，简称AS)较低，AS为46的较多，约占总贮量的60，AS为24的占10，AS大于10的矿石较少，因而导致我国氧化铝生产工艺复杂，生产成本高，产品质量差。,铝土矿利用现状,以前由于我国铝土矿绝大部分属于高铝、高硅、细粒嵌布一水硬铝石型，铝硅比(AS)在10以上的铝土矿不到总储量的10，大部分铝土矿铝硅比在48，而且洗选困难，因此不能经济地采用国外普遍采用的常规拜耳法生产氧化铝(从经济的观点出发，拜耳法一般要求入料铝硅比大于10)。氧化铝工

3、业主要采用碱石灰烧结法和混联联合法生产氧化铝，但是，这两种生产方法与国外处理高品位铝土矿的常规拜耳法比较，存在生产能耗高、工艺流程长、建设投资大、制造成本高等缺点。,铝土矿利用现状,自50年代以来，我国有关单位开展的铝矿选矿试验，即以利用我国的一水硬铝石资源为目的，矿石经选矿脱硅后用于氧化铝生产，实现“选一冶联合”。改变我国氧化铝工业因受矿石性质和品位因素的制约，利用一水硬铝石生产氧化铝只能以能耗高、投资大、流程复杂的混联法和烧结法工艺为主的现状。,铝土矿利用现状,沈阳铝镁设计研究院依据我国一水硬铝石矿选矿可能达到的AS指标，以年产600kt的氧化铝生产规模为基础，对选矿一拜耳法氧化铝生产工艺

4、与石灰拜耳法及混联法生产工艺的生产技术经济指标进行比较测算，具体如下：在原矿AS为572，选矿后的精矿AS为1048时，选矿一拜耳法氧化铝生产工艺较石灰拜耳法氧化铝生产工艺碱耗降低365；与精矿混联法氧化铝生产工艺相比设备费减少12，能耗降低21，碱耗降低24；与原矿混联法氧化铝生产工艺相比设备费减少35，能耗减少51，石灰消耗量减少70。精矿溶溶出率可达到8889，“与传统混联法相比，氧化铝生产能耗降低50，生产成本降低886，建设投资下降1640。,铝土矿利用现状,铝土矿原矿,铝土矿选矿脱硅,在用碱法生产氧化铝的过程中，硅是铝土矿中最有害的杂质，溶出时产生铝硅酸钠(生产上称为钠硅渣)引起铝

5、的损失，增加碱耗，同时使得生产工艺复杂，导致生产成本提高。资料表明：用拜耳法生产氧化铝，矿石中的SiO2每增加1，每吨矿石多消耗NaOH 66kg、Al2O3 8.5kg；用烧结法生产氧化铝，矿石中SiO2每增加1，则多消耗石灰石35kg。由于矿石硅高、铝硅比低，必须采用熟料烧结。在烧结法生产中，熟料烧结的能耗最大，占总能耗的5435以上；在混联法生产中，熟料烧结的能耗仍然占首位，达2645。可见硅高、铝硅比低是造成我国氧化铝工业生产成本高的主要原因。因此，必须设法降低矿石中的SiO2含量，提高铝土矿的品位，使它们变成生产氧化铝的优质原料，达到降低能耗、节省成本的目的。,铝土矿选矿脱硅,化学选

6、矿法,生物选矿法,物理选矿法,铝土矿选矿脱硅,化学选矿法主要是在一定的温度下，通过化学反应分解矿石中的含硅矿物(主要是高岭石)，然后用苛性钠溶液对焙烧产物进行溶出处理，其中SiO2优先溶出，进入液相，铝矿物仍留在固体中，然后通过固液分离等方法便可达到脱硅的目的。,铝土矿选矿脱硅,生物选矿法是用微生物来分解硅酸盐、铝硅酸盐矿物，如细菌可以将一个高岭土分子破坏为氧化铝和二氧化硅，从而使二氧化硅转化为可溶物，而氧化铝不溶，得以分离。这种方法对于处理胶状极细粒铝土矿较为适合，它能保证得到较高的工艺指标，并消除对环境的污染，而且成本低，是具有良好前景的选矿脱硅方法。其缺点就是脱硅速度慢、周期长、条件要求

7、苛刻，目前难于在工业生产中应用。,铝土矿选矿脱硅,物理选矿法则是以天然矿物形态除去含硅矿物，达到降低铝土矿矿石中SiO2含量的目的。常见的方法有洗矿、分级、选择性碎解、浮选和选择性絮凝等。其中浮选脱硅法是研究较多，也是较为有效的方法之一。根据上浮矿物是否为目的矿物，浮选可分为正浮选和反浮选，采用正浮选来实现铝土矿脱硅的研究较多，工艺相对较成熟。,铝土矿选矿脱硅,铝土矿选矿脱硅,1洗矿和筛分 洗矿和筛分流程是利用某些铝矿物一高岭石型的铝土矿中高岭石具有易泥化的特点，将矿石破碎后通过圆筒洗矿机、槽式洗矿机、振筛机和水力旋流器等设备，通过洗矿和筛分可将其除掉，从而提高原矿的铝硅比。一般适用于铝矿物嵌

8、布粒度较粗、矿石含泥量较高、含铝较低的三水铝石矿和个别一水硬铝石矿。,铝土矿选矿脱硅,2选择性破磨矿 我国铝土矿主要是一水硬铝石，属链状结构，原子间主要以离子键相连，其硬度较大，莫氏硬度一般为67；含硅脉石矿物主要是高岭石、伊利石、叶蜡石等黏土矿物，均为层状结构，层间为氢键、弱离子键、分子键，其硬度较低，莫氏硬度一般为13。因此，这两类矿物在相同外力场中粉碎时，粒度减小速率不同，这是铝土矿石中铝、硅矿物选择性破磨的基础。在铝土矿的选择性破磨过程中，诸多因素都会影响其选择性，如铝土矿矿石工艺矿物学性质、破磨设备、磨矿介质等。,铝土矿选矿脱硅,3.选择性絮凝 选择性絮凝是将铝土矿磨到一定细度以后，

9、利用含铝矿物和含硅矿物性质的差异，采用合适的絮凝剂，使矿浆中的各种矿物发生选择性絮凝，然后将絮凝物分离。该方法主要适用于嵌布粒度很细的一水软铝石型矿石，成功与否的关键在于找到合适的分散剂和絮凝剂。有报道将嵌布粒度很细一水软铝石型矿石磨细至-5m约30%40%，依聚本稀酰胺作为絮凝剂，用苏打苛性钠作为pH调整剂，以六偏磷酸钠作为分散剂，矿浆中铝矿物发生絮凝，絮凝物沉淀与悬浮物分离，原矿铝硅比2.75，经选择性絮凝后，精铝硅比提高到5.0，回收率为50.40%。,铝土矿选矿脱硅,4.反浮选脱硅工艺 铝土矿中一般硅矿物的含量远低于铝矿物的含量。反浮选脱硅工艺是依据浮少抑多原则，使硅矿物捕收剂以静电力

10、或氢键作用吸附于硅矿物表面，并通过自身碳链问的分子间作用来强化矿粒表面的疏水性，使硅矿物选择性地富集在气泡上浮于液相表面，从而实现与铝矿物分离的一种脱硅工艺。,铝土矿选矿脱硅,反浮选是具有发展前途的一种方法，美国、前苏联等研究表明，在矿浆pH78时，胺类阳离子捕收剂可有效地选出鲕绿泥石等硅酸盐矿物，利用六偏磷酸钠有助于矿浆的分散IshchenkoVV等，采用十二胺阳离子捕收剂进行反浮选，原矿ASi 1.724时，浮选搅拌速度为1750r/min，液固比为3，可获得精矿ASi 7左右，精矿产率为2740。,铝土矿选矿脱硅,我国铝土矿反浮选脱硅工艺成功的实例未见报道，这可能与我国一水硬铝石型铝土矿

11、的性质有关。其主要原因可能是：含硅矿物种类繁多，矿物间存在一定的可浮性差异，反浮选脱硅实际上是要实现存在可浮性差异的多个含铝硅酸盐矿物的混合浮选；含硅矿物嵌布粒度微细.-15m粒级占40%90，解离后微细粒含铝硅酸盐类粘土矿物常规浮选时上浮率低；含硅矿物多为层状结构，层面与端面存在电性差异，影响可浮性。铝土矿反浮选脱硅工艺尚在进一步深入研究之中。,铝土矿选矿脱硅,5.正浮选脱硅工艺 正浮选脱硅工艺是利用铝矿物捕收剂吸附铝矿物增加其疏水性，使其富集在液相气泡表面而上浮，并利用抑制剂阻止硅矿物上浮，从而实现铝、硅矿物分离的一种脱硅工艺。正浮选时有效的铝矿物捕收剂有脂肪酸及其皂类(如油酸、733、氧

12、化石蜡皂、塔尔油、癸二酸下脚料)、黄酸盐类、异羟肟酸盐类等。调整剂或分散剂有碳酸钠、六偏磷酸钠、水玻璃、单宁酸、焦磷酸钠、磷酸钠、腐殖酸钠、硫化钠、氢氧化钠等。,铝土矿选矿脱硅,自六十年代以后，我国对一水硬铝石型铝土矿进行了大量的浮选脱硅试验研究，一般磨矿细度-0074m为95，甚至更细，用碳酸钠和氢氧化钠调整pH至9左右，采用六偏磷酸钠、硅酸钠、腐殖酸盐、木质素和硫化钠等作为分散剂，常用氧化石腊皂与塔尔油(多为4BI)或癸二酸下脚料等作捕收剂，流程多为二次粗选一次精选。山东、山西、河南等地一水硬铝石型铝土矿浮选脱硅研究结果为，原矿铝硅比约为5时，选精矿铝硅比可达9左右，氧化铝回收率达到90。

13、,铝土矿尾矿利用,由于铝土矿中伴生矿物种类多、组成复杂，故选矿后的尾矿难以利用。这些尾矿的堆存将带来环境污染、土地占用等一系列问题。另外，尾矿中还含有一定的有用矿物成分，这又将造成一定的资源浪费。为了解决尾矿的环保问题，提高矿物的综合利用水平，国内外对此进行过一系列探讨，并提出一些有效的利用途径。比较而言，国外尾矿的综合利用率达到70并取得了良好的经济效益，而在我国，对尾矿的研究处于起步阶段，其尾矿的利用率才10左右”】。我国的矿石资源并不充裕，因此，提高尾矿的综合利用率已成当务之急，它对循环经济，节省资源，降低污染有着举足轻重的作用。该项目属于国家“973计划”铝土矿综合利用的一个子课题，显

14、然国家对于尾矿的综合治理给予了高度重视。,铝土矿尾矿利用,1.铝土矿选矿尾矿生产建筑材料 铝土矿选矿尾矿生产建筑材料是尾矿最容易利用、用量最大、环境保护效益最好的利用途径。选矿尾矿中含有高岭石、伊利石、一水硬铝石等矿物。这些都是较有价值的非金属矿物资源，可代替天然原料作为生产环境材料的原料。用于生产双快型砂水泥，用于耐火材料、墙体材料，用于生产人造石材、低温陶瓷木材。 2.铝土矿选矿尾矿生产化工产品 用于生产复合吸水材料，用于生产铝硅合金，用于生产硫酸铝、聚合氯化铝等铝盐制品及4A 沸石。,铝土矿尾矿利用,3.铝土矿选矿尾矿用作井下充填材料 在矿山采矿过程中，矿山采空区的地压控制问题日益突出，成为矿山高效、安全作业的主要障碍。充填采矿法是深部矿体及复杂应力环境下地压控制的有效途径之一。铝土矿选矿尾矿可代替细砂、碎石等用作井下充填材料。,铝土矿尾矿利用,4.铝土矿选矿尾矿中有价组分的提取 铝土矿含有SiO2 、 Al2O3 、Fe2O3、TiO