一水硬铝石型铝土矿选择性磨矿方法

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[技术领域]本发明涉及一种一水硬铝石型铝土矿反浮选脱硅的 磨矿方法。\n[背景技术]我国的铝土矿资源丰富，但绝大多数属于一水硬铝石 型铝土矿。具有高硅、低铁、低铝硅比(A/S)和组成复杂的特点。 由于矿石含硅高、铝硅比低，使我国氧化铝生产能耗高、经济效益差。 因此，采用经济合理和有效的预脱硅方法和工艺，提高氧化铝生产原 料的铝硅比，是实现我国氧化铝高效、低能耗生产的重要途径之一。 目前，一水硬铝石型铝土矿的脱硅方法有浮选法、焙烧预脱硅法、生 物浸出脱硅法等，其中“选矿(浮选)--拜尔法”被认为是目前解决 中国一水硬铝石型铝土矿资源生产氧化铝的有效途径；但是采用浮选 药剂浮出一水硬铝石，而抑制铝硅酸盐矿物的正浮选工艺由于其自身 的缺点，难以在实践中迅速应用，主要的缺点是：上浮精矿量大，过 滤脱水困难，而且精矿中浮选药剂残余量大，对后段氧化铝生产的拜 尔(Bayer)法溶出有不良影响。\n[发明内容]为了提高一水硬铝石型铝土矿中一水硬铝石矿物表 面与铝硅酸盐矿物特别是高岭石、伊利石和叶腊石的表面亲水/疏水 性质的差异，实现铝土矿的反浮选脱硅，特提出本发明。\n本发明利用一水硬铝石表面与铝硅酸盐矿物特别是高岭石、伊利 石和叶腊石等的表面亲水/疏水性质的差异，磨矿过程添加浮选药剂， 采用反浮选方法实现一水硬铝石型铝土矿的反浮选脱硅。磨矿工艺条 件如下：\n将粒度小于3mm的铝土矿与浮选药剂(分散剂、抑制剂和捕收剂) 一同加入磨矿机进行磨矿，磨矿条件为磨矿浓度50～60％，磨矿体系 的酸碱度控制在pH为5～6之间，磨矿产品的粒度为-0.074mm占80～ 90％。\n所述浮选药剂的种类和用量分别为：聚乙烯醇200克/吨原矿， 氟硅酸钠100～250克/吨原矿，浮选捕收剂烷基三甲基卤化铵100～ 200克/吨原矿。\n所述磨矿机为湿式棒磨机。\n经过湿式棒磨矿机的磨矿后，一水硬铝石型铝土矿中的主要矿物 一水硬铝石、高岭石、伊利石和叶腊石等矿物被磨细后，暴露出新鲜 的表面，在机械活化的作用下，与添加在磨矿机中的浮选药剂发生不 同作用，一水硬铝石表面的-Al-O-键与聚乙烯醇和氟硅酸钠发生作 用，使得其表面亲水而不与捕收剂烷基三甲基溴化铵发生作用，而高 岭石、伊利石和叶腊石等硅酸盐矿物磨细后，暴露新鲜表面的 -Al-O-Si-O-不与聚乙烯醇和氟硅酸钠发生作用，而与捕收剂烷基三 甲基溴化铵发生作用，使得其表面疏水，从而导致这些铝硅酸盐矿物 具有可浮性。其作用机理如下：\n(1)氟硅酸钠Na2SiF6具有分散和选择性抑制作用，加入磨矿机 后可以使铝土矿中的各种矿物分散；同时可以在一水硬铝石表面与 Al-O键发生作用，起抑制作用；\n(2)聚乙烯醇 是非离子型表面活性剂。可 与高岭石、伊利石和叶腊石等硅酸盐矿物表面的硅烷基作用，使这些 矿物表面选择性絮凝；\n(3)烷基三甲基卤化铵是季铵盐，具有强碱性，因此季铵盐在 水中完全电离，铵阳离子能与粘土矿物的金属离子发生交换吸附，而 吸附于高岭石、伊利石和叶腊石等硅酸盐矿物表面，使这些矿物表面 疏水；而与一水硬铝石表面的作用是静电吸附，一水硬铝石的零电点 为pH＝6以上，当pH小于6时，烷基三甲基卤化铵与一水硬铝石作用 很弱。\n本发明通过对一水硬铝石型铝土矿进行选择性磨矿，以改变铝土 矿中的一水硬铝石矿物表面与高岭石、伊利石和叶腊石等硅酸盐矿物 表面亲水/疏水性质，使得一水硬铝石表面亲水，而不与浮选捕收剂 发生作用；高岭石、伊利石和叶腊石等硅酸盐矿物表面则不吸附亲水 物质，其磨矿解离出的新鲜表面与加入磨矿机的浮选捕收剂发生作 用，其表面疏水，具有可浮性。通过改变一水硬铝石与高岭石、伊利 石和叶腊石等硅酸盐矿物表面的亲水/疏水性质，可以使一水硬铝石 与高岭石、伊利石和叶腊石等硅酸盐矿物实现反浮选分离。采用本发 明处理铝硅比4-6的铝土矿，浮选精矿铝硅比可达10以上，Al2O3回 收率为80％以上。\n[具体实施方式]\n1.使用原矿铝硅比A/S＝5.6的河南铝土矿，工艺制度为：入磨 矿石粒度小于3mm，磨矿条件为磨矿浓度50～60％，磨矿体系的酸碱 度控制在pH为5～6之间；铝土矿与浮选药剂(分散剂、抑制剂和捕 收剂)一同加入磨矿机进行磨矿；同一水硬铝石型铝土矿一起加入棒 磨机的浮选药剂的种类和药剂用量为：聚乙烯醇200克/吨原矿，氟 硅酸钠100～250克/吨原矿，浮选捕收剂烷基三甲基卤化铵100～200 克/吨原矿。磨矿产品的粒度为-0.074mm占86％左右，进行浮选可得 到铝土矿精矿品位(Al2O3)70％，精矿中SiO2含量为7％，精矿铝硅比 A/S＝10，以Al2O3计算回收率为81％。