铝土矿正浮选精矿过滤助滤剂的研究及应用.pdf
7 6 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年第4 期 d o i 1 0 3 9 6 蜘j s s n .1 6 7 1 9 4 9 2 .2 0 1 3 .0 4 .0 2 1 铝土矿正浮选精矿过滤助滤剂的研究及应用 尹海军 中国铝业中州分公司,河南焦作4 5 4 1 7 4 摘要实验室研究了铝土矿正浮选精矿过滤的助滤剂,工业应用证明有效地解决了由于铝土矿品位的下降,铝土矿 正浮选精矿过滤困难,过滤设备产能低下的难题。 关键词铝土矿正浮选精矿;过滤机;助滤剂;石灰乳 中图分类号7 I D 9 2 6 .2 2 文献标志码A文章编号1 6 7 l 一9 4 9 2 2 0 1 3 蝴6 - 0 3 n e 黜眺r c h 粕dA 即I i 训o no fF i l t e rm di nD i r e c tF l o t a t i 佃o fB a 戚t e 妇Ⅳ丑a { 】『M n 历D 啦o uB 聊l c ,lo 厂C 磁蚴L C o ,优n o z H o 点r 饥n n 蟠4 I 硝,既i ㈣ A b s t 】阻c t n ef i l t e ra i df o rt h ed i r e c tn o t a t i o no fb a u 【i t ew 鹊i n v e s t i g a t e di nt h el a b o r a t o r y ,蛐dt h e i n d u s t r i a la p p l i c a t i o ns h o w e dt h a ti tc o u l ds u c c e s s f u l l yr e s o l v e dt h ed i f f i c u l t i e so ft h et l l i c k e n i n go fb a u x i t e c o n c e n t r a t ea n dt h ec 印a c i t ro ff i l t e re q u i p m e n t sb e i n gl o w ,w h i c hw e r ed u et ot h ed e c e a s eo ft } I ef e e dg r a d e . K e yW O r d s d i r e c tf o l a t i o nf i h e ra i df o rc h o s e nb a u x i t e ;f i l t e r ;f i h e ra i d ;l i m em i l k 拜耳法生产氧化铝新技术于2 0 0 3 年在中国铝 业中州分公司成功地实现产业化,该工程采用中国 铝业公司等单位联合开发的“选择性磨矿一聚团浮 选”技术,将原矿A /s5 6 的低品位铝土矿通过浮 选后得到精矿胴1 1 左右,用于拜耳法生产氧化 铝,有效地解决了低朋 5 6 的铝土矿不能直 接采用经济的拜耳法生产的问题⋯。随着氧化铝 生产规模的不断扩大,矿石急剧消耗,原矿品位开 始快速下降,原矿刖S 从2 0 0 3 年的5 6 下降到了 现在的3 .8 4 .5 ,精矿A 届随之下降至6 .O 一8 .0 。 铝土矿正浮选后的精矿过滤设备最初为陶瓷过 滤机,但由于陶瓷过滤机产能低、运转率不高,逐 步被大型立盘所代替[ 2 ] 。近年来,随着铝土矿品 位的下降,精矿黏度较大、粒度极细的的硅矿物含 量逐步上升,立盘过滤变得困难。由于立盘过滤能 力不足,实际生产中一部分未经过过滤的精矿浆被 迫直接进行矿浆调配,造成消耗增加、指标恶化。 通过研究发现,石灰乳作为铝土矿正浮选精矿过滤 的助滤剂,效果明显,能大幅度地提高过滤机产 收稿日期2 0 1 2 0 7 一1 4 修回日期2 0 1 3 _ 0 5 3 l 作者简介尹海军 1 9 7 6 一 ,男,山西朔州人,高级工程师。 能,且由于石灰是后续拜耳法的生产原料,不会增 加流程中的杂质含量,是一种高效可靠的助滤剂。 1 铝土矿浮选工艺流程及浮选精矿的 物料性质 1 .1 铝土矿浮选工艺流程 铝土矿经过破碎机、球磨机及分级后得到粒度 合格的人选矿浆,添加合适的浮选药剂经过一次粗 选、两次精选、两次扫选作业后得到精矿浆和尾矿 浆。尾矿浆经过高效槽脱水送大坝堆存处理,而精 矿浆经过高效槽一次脱水、立盘二次脱水后送入拜 尔法工艺溶出。工艺流程见图1 。 1 .2 浮选精矿的物料性质 铝土矿正浮选精矿的化学成分测试结果见表1 。 铝土矿正浮选精矿的刖S 在7 左右,杂质主要 为S i 、F e 、T i 。 铝土矿正浮选精矿的物相组成测试结果见表2 。 铝土矿正浮选精矿的物相组成主要以一水硬铝 万方数据 2 0 1 3 年第4 期尹海军铝土矿正浮选精矿过滤助滤剂的研究及应用 7 7 铝土矿 拜尔法尾矿库 图l 铝土矿浮选工艺流程图 F i g .1 B l o c kd i a g r 啪o fb a u x i t en o t a t i o np m c e s s 表1铝土矿正浮选精矿成分 T a b l e1 C 伽p o s i t i o no fb 舢池c ∞c e n 删e0 fd i r e c t Ⅱ咖l i 耐% S iF eT iA lC aN aKA /s 8 .1 47 .7 82 .8 16 4 .81 .9 0O .1 3O .1 47 .9 6 表2精矿矿物组成 T a b l e2 C o m p o s i t i o no fb 叭x i t ec o n c e n t r a t e ,% 一水硬铝石高岭石伊利石赤铁矿锐钛矿绿泥石方解石 6 8 .3 55 .8 76 .9 37 .4 52 .1 95 .1 41 .5 7 石为主,硅矿物主要以高岭石、伊利石、绿泥石形 态存在,铁矿物主要以赤铁矿形态存在,钛矿物主 要以锐钛矿形态存在。 铝土矿正浮选精矿的粒度及粒度分布测试结果 见表3 。 表3铝土矿正浮选精矿粒度分布 T a b l e3S i z ed i s t r i b u t i o no fb a u 【i t ec o n c e n t r a t e 铝土矿正浮选精矿颗粒的粒度两极分化,平均 粒径D 4 .3 约7 0 ~1 0 0 斗m ,D 5 0 约3 0 m ,大于7 4 肛m 粒级含量在3 0 %左右,微细粒级中小于1 0 斗m 含量约占2 5 %左右,小于5 斗m 含量约1 8 %左 右,尤其是小于1 斗m 的胶体颗粒含量还有7 % 左右。 铝土矿精矿矿浆p H 值与‘电位关系见表4 。 表4p H 值与∈电位的关系 T a b k4r 1 1 l er e l a t i o 啮h i pb e 附e e np H 锄d ‘肼e n t i a l /% 塑 塑 旦 兰鱼 竺 ‘电位,Ⅱl V 一2 5 .2 82 1 .4 2一1 7 .6 9一1 4 .3 1 由表4 可以看出,铝土矿正浮选精矿颗粒表面 荷较高负电,∈电位随p H 值的升高而升高。 从以上精矿性质可以看出,由于铝土矿正浮选 精矿粒度偏细,分布广泛,粗细颗粒含量均较高, 且颗粒表面带电荷,属于难过滤物质。陶瓷过滤机 就是由于细颗粒精矿堵塞陶瓷板毛细孔,导致产能 衰减严重,且几乎无再生能力,逐步被立盘所代 替。近几年随着铝土矿品位的下降,硬度小的硅矿 物含量进一步上升,过磨现象更加突出,再加上硅 矿物本身黏度较大,粒度偏细[ 3 ] ,铝土矿正浮选精 矿立盘过滤难度逐步加大。表现为滤饼厚度变小, 卸饼困难,产能下降严重。由于立盘产能不足,一 部分高效槽底流被迫直接配料,在拜耳法流程中带 入了大量的水分,使拜耳法的经济效益受到恶化。 为了避免高效槽底流直接配料,提高立盘过滤机的 过滤产能势在必行,而添加助滤剂是一种提高过滤 产能的最为直接有效的方法。 石灰本身是一种凝结剂,能使矿浆中微细颗粒 凝结。这是由于C a 2 被吸附在微细矿泥表面,中和 矿泥表面的负电荷而引起彼此之间的聚沉[ 4 l 。由于 铝土矿正浮选精矿粒度偏细且带负电,而石灰又是 后续拜耳法生产所需要的原料,因此考虑用石灰作 为助滤剂。 2 实验室小型试验 由于拜耳法石灰添加的方式只能用石灰乳,因 此实验室采用水化石灰乳助滤进行试验。分别取4 份1 0 0m L 精矿高效槽底流矿浆,按混合后的[ C /s ] 为1 .0 、0 .5 、0 .2 、空白四种方式加入一定量的石灰 乳,搅拌均匀。然后分别倒入滤瓶中,打开水环真 空泵开始计时,以滤饼开裂、真空度下降为终点, 测试所需要的时间,试验结果见表5 。 表5不同量石灰乳助滤结果 T a b l e5T h ed i 仃b r e n tr e s u l to fd i 伍e r e n tl i m em i l k 从表5 可以看出,用水化石灰乳助滤可以达到 明显的效果,但添加量有一个最佳值,即[ C /S ] 在O .5 左右助滤效果最好。 3 工业应用及效果 工业应用是用化灰机化制成固含为3 0 0g ,L 的 石灰乳,然后用离心泵将水化石灰乳添加到精矿立 盘的进料槽里,精矿底流量2 5 0m %,石灰乳加入 量为4 0 ~8 0m 讥,精矿立盘考察试验结果见表6 。 万方数据 7 8 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年第4 期 表6精矿立盘考察结果‘5 14 结论 ’I 讪d e6F i l t e r 瑚u l t s0 fc h o ∞nb 卸x i t e 从表6 可以看出,铝土矿正浮选精矿在过滤时 添加石灰乳可以达到很好的助滤效果,滤饼厚度由 之前的6 咖最大提高到1 5m m ,由于立盘产能的 提高,精矿高效槽进出泥量得到了平衡,基本避免 了高效槽底流直接配料,同时滤饼表面光滑,易于 吹脱,但滤饼水分有增大的趋势。 需要注意的是生产上用石灰乳助滤后,表现出 混合料浆黏稠度增加,立盘半圆槽液位不平衡,容 易导致真空度降低,因此需要调整立盘进料管的进 料模式,使进料均衡,保证半圆槽液位的稳定。 利用石灰助滤铝土矿选精矿过滤后,带人后续 拜耳法生产的水量减少了1 5m 弧,溶出浓度提高 了7g ,L ,实际溶出率提高了0 .8 %。可见石灰乳助 滤为后续流程的优化起到了重要作用。 1 使用石灰作为铝土矿正浮选精矿过滤的助 滤剂,可显著提高立盘过滤机的产能,并具有滤饼 光滑、吹脱率高的特点。 2 石灰助滤的工业试验证明,由于立盘产能 的提高,基本杜绝了高效槽底流直接配料,从而优 化了后续拜耳法生产的配料工艺,达到了节能降 耗、优化指标的功效。 3 用石灰乳助滤后,由于物料黏稠度增加, 容易出现跑真空现象,需要调整立盘进料管的进料 模式。 参考文献 [ 1 ] 刘家瑞,刘祥民.应用选矿拜耳法工艺处理一水硬铝 石型中低品位铝土矿生产氧化铝的工业实践[ J ] .轻金 属,2 0 0 5 4 l l 1 4 . 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