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铝土矿选矿工艺流程

来源: 新闻中心 时间: 2023-09-12 02:07:39

  铝土矿又称铝矾土,一般是由一水硬铝石、一水软铝石和三水铝石三种矿物,以各种比例构成的细分散胶体混合物。铝土矿经常与铁的氧化物和氢氧化物、锐钛矿及高岭石、绿泥石等粘土矿物共生。有时还含钙、镁、硫等矿物。铝土矿石按其所含杂质可分为高碱铝土矿、高钛铝土矿、高铁铝土矿三类。铝土矿选矿工艺流程其实就是一个除去脉石矿物和有害杂质,分离高铝矿物和低铝矿物,以获得高铝硅比的精矿的过程。

  常见的铝土矿选矿工艺流程包括重选工艺、浮选工艺和磁选工艺。众所周知,铝土矿重选工艺主要根据矿物相对密度(通常称为比重)的差异来分选矿物;铝土矿磁选工艺则是根据矿物磁性的不同,不同矿物在磁选设备的磁场中受到不同的作用力而得以分选,而铝土矿浮选工艺是根据矿物表面物理、化学性质的差别。经浮选药剂处理,使矿物选择性地附着在气泡上,以达到分选目的。不难看出,前两种工艺主要是依靠的是矿石自身性质,而浮选工艺则是在矿石自身性质的基础上,主要是依靠所添加的浮选药剂进行分选,因此受矿石性质限制少,应用场景范围广。

  铝土矿的主要选矿方法有洗矿、浮选、磁选、化学选矿等。洗矿是提高铝土矿铝硅比的最简单、有效的方法,通过洗矿一般可将矿石铝硅比提高约2倍,对质地疏松矿石的分选更有效。洗矿常与其他分选方法结合组成洗矿(筛洗)一分级——手选流程。浮选法可用于分离水铝石和高岭石,用氧化石蜡皂和塔尔油作捕收剂,在碱性介质中进行。磁选用于分离含铁矿物。化学选矿主要有焙烧脱硅,这是基于矿石中主要含硅矿物是含水铝代硅酸盐,焙烧后部分Si()z转变为无晶形易溶于碱的氧化硅微粒而提高了物料的铝硅比。

  在铝土矿的选矿作业中,破碎、筛分、磨矿、分级、洗矿擦洗等是必不可少的前期工作,这些工艺流程在铝土矿选矿工艺中尤其重要。对于一水铝石型铝土矿,其矿物颗粒一般呈现松散细粒的细分散晶粒结构,矿物不完全匀相分布, 粗粒结构的铝土矿相对集中, 从所以能通过选择性的碎解使铝土矿与杂质(常见的是高岭土、方解石等)分别富集,而后在通过粒度分选就可以获得较好的铝土矿精矿。

  铝土矿选矿工艺流程简介:由振动筛将开采后的铝矿石混合物料通过单层或多层筛面筛分分类。然后使用鄂式破碎机将不同级别的铝矿石料分别进行初次破碎。石料被破碎至一定细度后,利用斗式提升机料斗把破碎后的铝矿石物料从下面的储藏室中舀起,随着输送带提升到顶部,绕过顶轮后向下翻转, 将物料倒入接受槽内,再由给矿机将物料均匀送至球磨机内,球磨机将破碎后的矿石物料再次进行粉碎研磨。对球磨机研磨过的铝矿石物料再次进行分级。然后随着螺旋分级机螺旋的低速回转和连续不停地搅拌矿浆,使得大部分轻而细的颗粒悬浮于上面,从溢流堰溢出;粗而重的颗粒将沉降与槽底,被螺旋叶片推向斜槽的上方并排出,输送过程同时完成脱水,完成铝矿石混合物的洗净和分级。利用浮选机将洗净和分级的铝矿石混合物中的磁性物质分离,再依据相关化学原理和铝石矿物的特性加入特殊的比例合适浓度的化工药品,其最大的目的是将其所要的矿物质与其他物质分离,取得需要的铝矿物。经过上述步骤后,取得的铝矿物含有大量水分,此时需用利用浓缩机将矿浆中的固体颗粒渐渐沉降到浓缩池的底部,并由粑架下面的刮板刮入池中心的卸料斗,用砂泵排出对铝矿物质进行初步浓缩。由于湿的铝矿物质保存麻烦,因此还需再利烘干机对其烘干,在压力的作用下,水蒸气液化并放出热量,再将产生的热量送回到滚筒中,通过热量的不断循环,最终得到干精分。

  铝土矿较硬,一定要进行粉碎处理,以便更好地进行后续的分离和提取。粉碎后的铝土矿经过分级操作,将其分离成不一样的尺寸的颗粒,以便更好地进行后续处理。

  可以有效地处理铝土矿使其达到工业上冶炼的技术方面的要求,也是目前世界上普遍的应用的更简单的一种选矿方法。在昆明矿机为国内某选铝土矿选矿设备用户设计的技术方案中,通过洗矿作业使得铝土矿中A1和Si的比率从9提升至26.5。这是因为在矿物洗矿、擦洗的过程中,由于矿物颗粒之间的摩擦作用有效地消除了颗粒之间的团聚以及颗粒表面脉石残余物,从而极大的提升了铝十矿品位、质量,从而不但为后续铝土矿选矿技术工艺流程做好了充分的准备,而且大幅度的降低了选铝土矿选矿设备的生产成本。

  铝土矿中常含有磁性铁矿物,通过磁选将其从铝土矿中分离出来,有利于提高铝的品位和回收率。磁选也是铝土矿去杂、精选的一种有效技术方案,通过强磁选作业可以能有效地抛出铝土矿中的磁性铁矿物杂质,从而把铝土矿中的铁降到较低的水平。昆明矿机在50多年的发展历史中,针对铝土矿中含磁性较弱、非磁性的铁矿物的不一样的情况,分别形成了焙烧-磁选、高梯度磁选等等多种不同的选铝土矿选矿设备配套方案。

  根据不同的矿石要求,采取不同的浮选方式,正浮选或反浮选,单独浮选或者浮选与重选磁选、浮选与多段磨矿相结合,提高选矿效率。浮选工艺使一些过去认为不能开发的低品位矿床摇身一变成为有工业价值的矿床,解决了许多微细矿粒中有用成分的回收问题,容易获得高品位高回收率的铝土矿精矿,使铝土矿资源得到了合理充分的利用。

  铝土矿中含有大量的硅酸盐,必须将其去除才可以做到铝的纯度要求。脱硅过程能够使用碱法、酸法或氟化法等方法进行。

  洗选是铝土矿选矿中的最后一步,其目的是去除杂质和残留的有用矿物,提高铝的纯度和回收率。

  1、选别效率高,尤其适合品位低、嵌布粒度细的矿物:由于铝土矿嵌布粒度细,粒度和密度作用小,无法用重选工艺进行分选;而对一些磁性差别不大的矿物来说,粒度细会导致颗粒磁性不足以克服流体阻力,也难以用分离。而根据矿物表面性质的不同,可通过添加药剂,利用浮选法高效地将铝土矿和脉石矿物分离开来,其分选效率明显高于其它铝土矿选矿工艺,尤其是对处理细粒矿物特别有效,解决了许多微细矿粒中有用成分难以回收的问题。

  2、有利于矿产资源的综合回收:随着铝土矿矿产资源开发利用,易处理矿、单一矿资源慢慢的变少,而大量多金属矿、共生、嵌布粒度细、低品位等物理特性很复杂矿种慢慢的变多,这就对铝土矿选矿工艺提出了更高的要求。而铝土矿浮选工艺优势就在于它不仅可进一步处理其他选矿方法得到的粗精矿、中矿或尾矿,进一步选为高品位精矿,而且还能扩大矿物资源范围,使一些过去认为不能开发的低品位铝土矿矿床变成有工业价值的矿床,对其中的有用成分综合回收。

  3、设备系统:矿浆面设有自控装置,方便调节;采用矿化系统、分配系统,再加上无人操作的全自动控制系统,操作简单便捷,产品有保障。

  4、设备材料:采取了特殊的耐磨材料,轻巧牢靠,设备的常规使用的寿命也将延长,且槽体内无运转部件,易于维护检修。

  5、处理能力:处理量大,分选精度高,生产效率高,节能功耗低,运行成本低。

  6、性能优势:实施分段作业,保证了良好的浮选环境;工艺流程多样化,对于煤质选择,可根据真实的情况选择粗选流程或精选流程,操作更灵活。

  (1)三水铝石一高岭石类铝土矿选矿工艺流程。常采用先进行泥、砂分选,粗级别磨矿后用磁选除铁,矿泥磨矿后浮选。浮选药剂用油酸、塔尔油、机油按1:1:1配制。前苏联采用的低品位三水铝石高岭石型铝土矿的选矿流程见图1。铝土矿浮选精矿品位含Al2O349.65%,回收率45.3%。A1203/SiO2为12.3。

  (2)一水软铝石一鲕绿泥石类铝土矿选矿工艺流程。原矿特点是微细粒赤铁矿和鲕绿泥石与一水软铝石紧密结合,矿石易碎。选矿采用筛分洗矿后,粗级别进行选择性碎矿然后分级,粗粒级为低铝硅比产物。细级别用选择性絮凝可脱除杂质铁。中国山西阳泉铝土矿主要矿物为一水铝石一高岭石型,其浮选流程见图2,浮选精矿产率为40.62—26,品位含Al2O374.59%。

  (3)高硅铝土矿选矿工艺流程。采用浮选法较有效,铝矿物捕收剂有脂肪酸和磺酸盐类,调整剂有六偏磷酸钠、丹宁酸、焦磷酸钠、苏打、碳酸钠。 (4)高铁铝土矿选矿流程。根据铁矿物的含量、种类及嵌布特性,采取不同的除铁方法。常见的有磁选、焙烧磁选、载体浮选脱铁。

  铝土矿浮选精矿品位含氧化铝49.65%,回收率45.3%。A1203/SiO2为12.3。而高硅铝土矿脱硅选矿流程,则采用浮选法较有效,铝矿物捕收剂有脂肪酸和磺酸盐类,调整剂有六偏磷酸钠、丹宁酸、焦磷酸钠、苏打、碳酸钠。高铁铝土矿选矿流程会根据铁矿物的含量、种类及嵌布特性,采取不同的除铁方法。常见的有磁选、焙烧磁选、载体浮选脱铁。

  国内铝土矿资源丰富,大多属于水硬铝石型铝土矿,这样矿石的具有铝高、硅高、铁低的特点,要想提高对铝土矿的选别利用效率,就必须对其进行脱硅处理,降低铝土矿中的硅含量,这样才可以获得高品位的铝精矿。目前选矿脱硅的方法有化学选矿、生物选矿和物理选矿。

  由于铝土矿中水铝石的可浮性较好,采用正浮选来实现铝土矿脱硅的研究相对较多,其中最有代表性的工艺是“选择性磨矿一选择性聚团浮选分离工艺”和“阶段磨浮分离工艺”,当原矿铝硅比为5~6时,采用上述2种工艺均可获得铝硅比为11以上的铝土矿精矿。正浮选存在不足:精矿上浮量大导致脱硅过程中药剂用量大;精矿中药剂残余量高,对后续拜耳溶出工艺产生负面影响;对于矿物组成复杂、嵌布粒度细的铝土矿要求细磨,磨矿能耗高,精矿脱水困难、水分含量较大,不利于降低拜耳溶出过程的能耗。这些不足制约了精矿质量和经济的效果与利益的进一步提高。

  铝土矿的反浮选脱硅是通过抑制水铝石,采用阳离子捕收剂或阴离子捕收剂浮选铝硅酸盐矿物。由于各种铝硅酸盐矿物的表面性质相差很大,导致他们彼此间的可浮性也不一样。目前研究较多的是阳离子捕收剂浮选,反浮选的技术重点是铝硅酸盐矿物的强化捕收、一水硬铝石的选择性抑制以及矿泥的选择性分散等方面。

  采用铝土矿选矿工艺流程提高我国铝土矿原料的铝硅比,目前已得到许多业内人士的肯定,随着研究的不断深入,人们对铝土矿选矿脱硅的重要性和必要性的认识更加清楚。从当前的研究成果和我国氧化铝所面临的情况来讲,完善铝土矿正浮选脱硅工艺,并使之产业化,应是第一个任务。对于铝土矿反浮选工艺的开发和研究,仍需较长一段时间,将是今后研究的主要内容之一。

  (1)矿物的物质组成和化学成分,主要是铝土矿中A2O3%、A/S、Fe及有机物的含量,矿物中杂质的嵌布特性。

  (2)矿浆的制备。最重要的包含矿浆浓度、温度,粒度组成和颗粒形状,矿浆的pH值,矿浆中的离子浓度及各种剩余药剂的浓度。

  (4)浮选机工作条件。矿浆处理量、充气量及充气均匀程度,气泡大小,搅拌强度和浮选时间。

  (5)铝土矿选矿工艺流程中搅拌槽式浮选机工作状况。主要指矿浆处理量、充气量及充气均匀程度,气泡尺寸,搅拌强度,浮选时间,泡沫层高低和刮板刮泡量。随着矿石品位不断降低,为满足后序工艺生产,浮选机处理矿量增加,浮选时间缩短,药剂用量大,成本增加,这就要求操作更应精益求精,对浮选的影响因素统一考虑。

  铝土矿选矿工艺流程千差万别,不同的矿物成分和工艺条件都会影响工艺选择。但在整个选矿过程中,首先要进行的就是粉碎分级,接着是不同的分离方法,最后是洗选和脱硅。铝土矿选矿工艺的精细化和高效化是铝生产的全部过程中的关键环节。

  铝土矿选矿工艺流程复杂,操作困难,影响因素较多,所以实际生产中要综合各方面的因素加以分析考虑,实现铝土矿的浮选作业的经济性,体现铝土矿选矿的经济优势,以延长铝土矿的使用的时间,实现铝土矿资源的合理有效利用。

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