铝土矿选精矿拜耳法系统中的捕收剂分布行为.pdf

3 1 铝土矿选精矿拜耳法系统中的， 捕收剂分布行为 r 蒋玉仁*薛玉兰刘克一 捐耍钼士矿选精矿吸附有傲量长烃链脂肪酸类有机化合物H z B 赫收荆，使铝土矿 进糟矿拜耳法与铝土矿原矿拜耳法在有机物成分上存在差异。本文对铝土矿选精矿的拜耳法 溶出过程和拜耳法全流程工业试验中备产品的捕收荆音量进行了分析，并计算了备产品中搪收 剂的分布率。结果表明，在选精矿拜耳法垒流程工业试验期问，拜耳法系统中搪收剂未发生曩 积现象；捕收荆主耍走向赤泥，由选精矿带人拜耳法系统的精收剂髓赤泥和氢氧化铝带出系统． 其中赤扼带走的捕收荆占选精矿带 捕收荆总量的6 3 ．2 ％．氧氯化铝带走的捕收荆占选精矿带 人精收荆总量的3 6 ．8 ％，循环母液中捕收荆浓度维持在1 0 ～l Z m g ／L 。 关t 调捕收荆分布错土矿选精矿拜耳法工业试验 我国铝土矿资源十分丰富，储量位居世 界第五，其中有舳％以上为中低铝硅比的 一水硬铝石型铝土矿。8 9 ．6 ％的厂家采用烧 结法和混联法生产氧化铝。与国外先进的 拜耳法相比，存在工艺流程长、能耗大、成本 高等缺点，氧化铝产品在国际市场上缺乏竞 争力，“九五”期间，针对我国铝土矿资源的 特点，开发了适合处理中低铝硅比一水硬铝 石型铝土矿生产氧化铝的选矿一拜耳法新 工艺，并成功进行了规模5 0 t ／d 铝土矿选矿 工业试验和4 0 t ／d 的选精矿拜耳法全流程 工业试验，取得了与高铝硅比铝土矿原矿拜 耳法相当的技术指标，经济指标与混联法相 比，投资省1 6 ．4 ％，能耗降低5 0 ％以上，生 产总成本降低8 ．8 6 ％。该工艺为合理利用 我国丰富而廉价的铝土矿资源开辟了一条 新途径，对我国氧化铝工业的可持续发展具 有重要的现实意义和深远的战略意义。 与铝土矿原矿比较，铝土矿选精矿除同 样含有微量的腐殖酸类有机物外，在浮选过 程中还带入了微量长烃链脂肪酸类有机物 H Z B 捕收剂。对于腐殖酸类有机物在 拜耳法流程中的行为、影响及变化规律，国 内外做过大量研究【1 3 j ，并且有深刻的认 识。而对于捕收剂类有机物在拜耳法流程 中的行为、影响及变化规律，尚未见文献报 道。铝土矿选精矿拜耳法流程中捕收剂是 否发生累积，是否对拜耳法溶出、赤泥沉降 及铝酸钠溶液晶种分解产生影响，始终是国 内氧化铝工业界专家关注的焦点问题之一． 也是选矿一拜耳法新工艺产业化的重大障 碍之一。本文的主要目的是研究铝土矿选 精矿在拜耳法系统中捕收剂的分布走向情 况。 1 试验器材与研究方法 1 ．1 仪器设备与材料 试验用主要仪器设备为S h i m a d z u U V 一3 0 0 0 型双波长／双光束记录式紫外一 可见分光光度计 日本株式会社岛津制作 所 ，F Y X 一0 5 型永磁搅拌高压釜 大连第四 仪表厂 ，Z K 一8 2 1 3 型数显式真空干燥箱 上 ．{ 蓄；益蒺摹寄餮茔襄豢茹餐鉴翌髫瑟；儿2 拱- 南0 长1 - 抄o 。。。佣， 万方数据 3 2 海实验仪器厂 ，R E 一5 2 A 型旋转蒸发器 上 海亚荣生化仪器厂 ，P H S d 一4 微机酸度计 上海雷磁仪器厂 ，T } 钇一8 2 型水浴恒温振 荡器 江苏金坛市仪器厂 ，G L 一2 0 G 1 ／ 型高速冷冻离心机 上海安亭科仪厂 。 主要试剂有分析纯三氯甲烷，分析纯 石灰．化学纯氢氧化钠，工业品H 珏捕收 剂。拜耳法全流程工业试验的铝土矿选精 矿、赤泥、氧氧化铝和母液样品取自1 9 9 9 年 9 月2 - - 2 0 日郑州轻金属研究院氧化铝试 验厂“管道预热一串联釜溶出”选精矿拜耳 法工业试验现场，由郑州轻金属研究院负 责，于9 月9 1 7 日稳定运行期间分别采集 9 月9 日 1 0 、9 月1 3 日 2 8 、9 月1 7 日 3 8 的上述样品。选精矿拜耳法工业试验 的流程和取样点示于图1 。 圈1 选精矿拜耳法工业试验流程 1 ．2 试验方法 为了考察捕收荆在溶出产品中的分布 情况，参照拜耳法全流程工业试验中的溶出 条件，进行选精矿的拜耳法溶出小型试验。 溶出试验在F Y X 0 5 型永磁搅拌高压釜中进 行，搅拌速度1 5 0 r ／m i n ，溶出至预定时间 后，取出高压釜降温，将溶出浆液静置过夜。 取出上层溶液。下层圆体真空过滤。并用 5 0 0 m l 沸水洗涤，滤饼置于5 0 ℃真空干燥箱 中干燥后称重。滤液与上层溶液合并后量 取体积。分别取选精矿、赤泥和溶液样测定 其H 办捕收剂含量。溶出条件为温度 2 6 5 ℃，时间3 0 m i n ，N a z 0 2 0 0 9 ／L ，石灰添加 量[ c ／A ] O ．2 ，选精矿量3 1 ．3 6 9 ／2 0 0 m l 。 固体样经5 0 ℃真空干燥后取样分析其 捕收剂古量，溶液样直接取样分析其捕收剂 含量。小型溶出试验的选精矿、赤泥和溶液 中捕收剂含量及拜耳法全流程工业试验的 选精矿、赤泥、氢氧化铝、精液和母液样品捕 收剂含量。按文献方法在S h i m a d z uU v 一 3 0 0 0 型双波长／双光束记录式紫外一可见 分光光度计上进行分析，即固体样品经三氯 甲烷预解吸富集，液体样品经三氯甲烷预提 取分离富集，然后在紫外线波长2 4 2 n m 按 标准工作点曲线法测定其捕收剂含量。 1 ．3 数据处理方法 为方便研究，引人捕收剂的分布率 B 概念。定义某产品中捕收剂的分布率E 。 为该产品中捕收剂的质量 m ； 占选精矿带 入拜耳法系统的捕收剂总质量 M 的百分 数。由于试验误差，拜耳法产品的捕收剂检 出量之和 ∑。 与带人拜耳法系统的捕收 剂检出量 M 存在一定偏差，在进行数据 处理时以∑。代替计算E i 。 2 结果与讨论 2 ．1 选精矿拜耳法全漉程工业试验中捕收 剂的累积状况 选精矿、赤泥、氢氧化铝、母液不同批次 的样品中捕收剂含量测定结果示于表1 。 从表1 的结果可以看出，不同批次的选 精矿带人拜耳法系统的捕收剂含量存在一 定差异，同时也引起赤泥、氢氧化铝、母液中 捕收剂含量略有波动。从9 月9 ～1 7 日拜 万方数据 3 3 耳法全流程工业试验取样的测试结果考察， 捕收剂在各产品中没有累积的趋势。 在拜耳法流程中，母液是循环使用的。 由于母液中捕收剂含量不随时间发生变化。 表明捕收剂在拜耳法系统中可能不会发生 累积．这也是拜耳法全流程工业试验中捕收 剂不发生累积的表观原因，其本质原因将另 文分析。 裹1 选精矿拜耳法全流程工业试验中各批次样品中捕收剂含量的测定结果 固体样品中■收捆古量m g ／g ，液体样品中擅收剂音量玛g 几 2 ．2 选精矿拜耳法溶出过程中捕收剂的分A 1 2 0 3 时各产品中捕收剂的质量和局部分 布 布情况，结果如表3 所示。 对于铝土矿选精矿的拜耳法溶出小型 从表3 的结果可知，每生产一吨A b Q 试验，捕收剂在选精矿、赤泥、溶液中含量的 产品，由选精矿带人拜耳法系统的捕收剂检 测量结果及溶出过程中捕收剂在赤泥和溶 出量为0 ．, 5 6 7 k g ，由赤泥和氢氧化铝带出拜 液中的分布率列于表2 。 耳法系统的捕收剂检出量为0 ．3 9 1 k 裹2 拜耳法小型溶出试验中捕收剂含量0 ．2 2 8 k 0 ．6 1 9 k g ，两者基本相当，表明在 的测量结果及分布走向 拜耳法溶出系统中，捕收剂的进出达到平 产品名异选精矿 赤呢 藩藏 捕收荆含量 r a g ／g 0 ．3 4 9 0 ．5 0 1 5 ．5 4 m g ／L 熊蝗型盐至里i 些21 嫂Q罂业 从表2 的结果可以看出，选精矿中捕收 荆经过拜耳法溶出后。赤泥和溶液中均带有 一定量的捕收剂。带出拜耳法溶出体系的 捕收剂量为0 ．5 0 1X 1 3 ．0 1 5 ．5 4 0 ．6 8 7 1 0 ．3 2 r a g ，与带人拜耳法溶出体系的捕收 剂的量0 ．3 4 9 3 1 ．3 6 1 0 ．9 4 m g 基本相 当。 从溶出过程中捕收剂的分布考察。由选 精矿带人拜耳法溶出体系的捕收剂，经过溶 出后，有5 9 ．6 ％走向赤泥，另外4 0 ．4 ％进入 溶液中。表明选精矿所带的捕收剂在溶出 过程中主要走向赤泥。 2 ．3 选精矿拜耳法全漉程工业试验中捕收 剂的分布 以拜耳法全流程工业试验期间选精矿、 赤泥、氢氧化铝及母液样品的捕收剂含量三 次检测结果的平均值，计算每生产一吨 衡。从捕收剂的循环情况考察．每生产一吨 a 2 0 3 产品，循环使用的母液中捕收剂质量 维持在0 ．t 0 3 k g 左右不再增加。从捕收剂 的分布率考察，每生产一吨A 1 2 0 3 产品，由 赤泥带走捕收剂0 ．3 9 1 k g ，占捕收剂带走总 量的6 3 ．2 ％。氢氧化铝产品带走捕收荆 0 ．2 2 8 k g 。占捕收剂带走总量的3 6 ．8 ％。可 见由选精矿带入拜耳法系统的捕收荆．主要 随赤泥带出拜耳法系统。 裹3 拜耳法全流程工业试验中捕收荆的 检出结果及分布走向I 每生产一吨 A 1 2 0 3 时 ＼、、迎墨垄称选精矿氢氯化铝赤混母液 御H 洧耗定瓤t l6 7 4I ．5 2 90 ．7 6 489 7 m 3 删R } 射吣研03 3 901 4 90 ．5 1 2U ．S W a 抑嘲啦出量㈨0 ．5 6 7 02 2 803 9 101 0 3 捕收柄分布宰 ％1 0 03 686 , 321 66 3 结论 I 下转第3 9 页 万方数据 3 9 由两种捕收剂试验结果明显看出，戊基 黄药捕收剂取得的各项技术指标优于联合 捕收剂，精矿产率下降，而精矿中金、银品位 高，回收率提高幅度大，药剂用量小，浮选成 本低。 进，药剂用量小，成本低，切实可行，于1 9 9 8 年8 月1 日投人工业生产，至今一年多来， 经认真考察和统计，各项技术指标稳定，金 银的回收率与原来联合捕收剂相比大幅度 提高，车间药荆成本下降2 5 ％，经济效益十 2 ．3 工业生产 分可观，仅提高技术指标和降低成本两项每 对戊基黄药捕收剂的试验结果进行分年可创效益2 0 0 多万元。两种捕收剂工业 析和比较，认为戊基黄药作捕收剂指标先 生产技术指标统计结果见表5 。 表5 两种捕收剂工业生产技术指标{ g ／t 日 原矿精矿尾矿 回收率 ％ 产率 ％ A n A g产率 ％A u A g产事 ％ A u A g A n A g l 蒜铒些乳l O Oo 37 5 3 89 1 9 ．5 03 5 ．5 22 7 5 ．2 89 05 00 4 2 1 2 ．7 68 9 ．8 66 7 ．2 1 戊摹■葑 1 9 9 8 年8 月l O O ．o 3 ．6 9 3 6 ．1 5 7 ．9 0 4 45 63 7 3 ．5 39 2 1 001 87 ．2 l9 5 ．鲫8 1 ．6 3 至1 9 9 9 年1 2 月 可比性明显，在原矿金银品位略低的情况 果十分显著，各项工艺条件和技术参数是合 下，精矿中金品位提高9 ．0 4 9 ／t ，银品位提 理的。 高9 8 ．2 5 9 ／t ，金的回收率提高5 ．4 3 ％，银的 2 ．戊基黄药作捕收剂，金精矿产率低， 回收率提高1 4 ．4 2 ％，均超过了试验指标。品位高，回收率高。除对金有较好的捕收能 工业生产至今，工艺流程运行稳定。 力外，对银的回收也有很大改观，银品位及 3 结语 1 ．戊基黄药作捕收剂对银洞坡金矿含 硫化物较高的金矿石浮选适应性强，在浮选 过程中，捕收能力强，浮选速度快，不但提高 了金银的技术指标，而且能够综合回收铅、 回收率提高幅度很大，这对提高企业总体经 济效益是非常明显的。 3 ．戊基黄药应用于工业生产以来，经过 详细核算，除指标高外，药剂用量小。成本 低，两项合计每年可创效益2 0 0 多万元。 上接第3 3 页 1 ．在拜耳法溶出过程中，捕收剂主要分 布于赤泥，其中赤泥所带捕收剂占拜耳法溶 出体系中捕收剂总量的5 9 ．6 ％。溶液所带 捕收剂占拜耳法溶出体系中捕收剂总量的 4 0 ．4 9 6 。工业试验中，赤泥带走捕收剂占拜 耳法溶出体系中捕收剂总量的5 4 ．2 ％，溶 液中占4 5 ．8 ％。 2 ．选精矿拜耳法全流程工业试验期间。 由选精矿带入拜耳法系统的捕收剂与赤泥 及氢氧化铝带走的捕收剂量基本达到平衡， 循环母液中捕收剂浓度维持在1 0 ～1 2 m g ／ L ，拜耳法系统中捕收剂未发生累积现象。 3 ．选精矿拜耳法流程中，随选精矿带人 系统的捕收剂主要由赤泥带走，其中赤泥带 走的捕收剂占选精矿带人捕收剂总量的 6 3 ．2 ％，氢氧化铝带走的捕收剂占选精矿带 人捕收剂总量的3 6 ．8 ％ 参考文献 1 ．陈万坤，彭关才．一水硬铝石型铝土矿的强化溶 出技术，北京冶金工业出版社，1 9 9 7 ．1 2 3 2 王庆义，氧化铝生产，北京冶金工业出版社， 1 9 9 5 ，4 8 3 ．B u r k i nAR ．P r o d u c t i o no fA l u m i n i t m aa n d A l m n i n mP u b l i s h e do nB e h a l fo ft h eS k e i e t yo f C h e m i e a ll n d u s t r y 。b yJ o h nW i l e y ＆‰．1 4 万方数据