铝土矿选矿工艺与指标优化分析

铝土矿选矿工艺与指标优化分析

黄春画

广西华银铝业有限公司 广西百色 533700

摘要：铝作为金属材料，被广泛应用在航空、建筑、汽车、电力等重要工业领域，作为在地壳中储量仅次于氧和硅的金属元素，铝土矿的勘探开采相对较为容易，但是铝的氧化性非常弱，不容易在氧化合物中被还原出来，所以金属铝分离比较困难。为了提高铝土矿的可选性，通过改变铝土矿矿石表面性质，利用浮选提升低品位矿石的使用率，成为了铝土矿选矿的可行性方案。本文将对铝土矿选矿工艺与指标优化进行分析。

关键词：铝土矿、选矿、工艺、指标优化、分析

引言

目前我们接触到的铝，大部分已经经过氧化，而我国的铝土矿中，一水硬铝石类型占了绝大部分，这类型的铝土矿中铝硅比达到了5-8左右，这决定了我国在进行氧化铝的过程中，不能使用外国普遍采用的拜耳法技术。经过常年的研发总结经验，现在氧化铝生产行业的首选方法是利用铝土矿浮选精矿拜耳法，这类方法较为简单，工艺能耗较低。随着近年经济社会的不断发展，工业的持续进步，铝的需求不断增加，铝土矿的开采也处于持续上升态势，大量的开采导致矿石品位出现了降低，所以改变选矿工艺，进行指标优化，就显得更加迫切。

一、铝土矿选矿工艺

选矿工作作为整个矿产品生产过程中最为重要的环节，在铝土矿的勘探开采中占有重要位置。利用物理或化学方法，将矿物原料中的有用矿物和无用矿物或有害矿物分开，或将多种有用矿物分离开的工艺过程就称为选矿，又称“矿物加工”。矿物产品中，包括了精矿、中矿和尾矿，随着世界上矿物资源日渐减少，大量的贫矿和复杂矿被开采利用，选矿的工作量也就越来越大，基本上大部分铝土矿都面临选矿问题。铝土矿选矿工艺流程如下图：

影响铝土矿浮选的因素有很多，矿物的成分、矿浆的制备等等。

（一）铝土矿中包含三氧化二铝、铝硅比、铁以及有机物等，矿物中的杂质具有嵌布特征。

（二）矿浆的制备。矿浆浓度、矿浆温度、矿浆的粒度等是其主要组成部分，还包括了颗粒的形状、矿浆的PH值，以及矿浆中的离子浓度和各种剩余药剂的浓度。

（三）浮选药剂的影响。包括了药剂的类别、加药的位置、需要药剂的量、药剂与矿浆的融合时间等。

（四）浮选机工作条件。矿浆处理量、矿浆充气量以及充气是否均匀，气泡的大小、搅拌强度和浮选时间。

（五）还有一个影响铝土矿浮选的因素就是浮选的工艺流程。

二、影响铝土矿选矿的主要因素

（一）浮选受铝土矿性质的影响

磨矿的难易程度受到很多因素的影响，比如铝土矿形成的具体过程、矿石成分等等。不同矿料的来源，化学元素的含量也各不相同，含量不同的矿料磨矿时间也不尽相同，而不同的磨矿时间，产率也是有变化的。

（二）浮选受铝土矿粒度特性的影响

要想知道粒度对于浮选的影响，首先要做的是确定粒度。依据矿物嵌布特性和密度，来判断需要的单体解离度和气泡的负载能力。通过大量的实践得到了一个结论，不同的粒度，浮选的区别非常大。粗粒和细粒各有优缺点，粒度过粗，会导致浮选的速度变慢，容易导致矿料损失在尾矿中，浮选失败，造成氧化铝的回收率偏低，但是优势也很明显，那就是对于矿料的选择性比较好。而粒度较细时，会加快浮选的速度，但是就失去了选择性，得到的矿产物参差不齐，对于后面步骤的作业影响巨大，达不到选矿的目的。所以，铝土矿粒度在浮选过程中一定要多加关注，及时调整测定入料的粒度粗细，这样才能达到提高氧化铝回收率的目的。

（三）浮选受矿浆浓度的影响

浮选过程中，矿浆浓度的影响也非常重要，对于精矿的质量、回收率等等技术和指标都有着重要的影响，一般情况下，在进行铝土矿浮选时，会将入选浓度控制在30%到35%之间。

1.矿浆浓度对于浮选回收率的影响。矿浆浓度与回收率是成正比关系，回收率会随着矿浆浓度的提高而提高，但是当矿浆浓度达到一个峰值时，浓度在升高回收率就会下降。

2.矿浆浓度与精矿的质量成反比，精矿的质量会随着矿浆浓度的较低而提高。

3.在矿浆中加入一定的药剂，才能保证浮选的结果是好的。矿浆浓度高、药剂的用量也就大。

4.矿浆的浓度与浮选机的生产能力成正比，浓度加大的时候，生产力也在提高。

5.矿浆的浓度较大时，会延长浮选的时间，这样对于提高矿料的回收率有一定的好处，而且有利于浮选机生产能力的提升。

6.矿浆的浓度对于水电的消耗也具有一定影响，当矿浆浓度上升时，水电消耗反而会减少。

综上所述，在进行浮选过程中，粗选和精选要选择不同的矿浆浓度，粗选时提高矿浆的浓度，有利于提高回收率的同时，减少药剂的使用量，而在进行精选时，则选择相反的方案，减少矿浆的浓度，以保证精矿质量的提高。

（四）浮选受矿浆液组成的影响

新水、循环水和尾矿回水是浮选过程中主要用到的水资源，而且将温度控制在四十度到四十五度左右时，能够充分发挥药剂的作用，保证药剂溶解的足够充分，与矿物能够有更好的接触。但是尾矿回水中会存有没有充分溶解的部分药剂，并且会带有大量的金属离子，这些金属离子会吸附剩余药剂，导致药剂无法接触到矿石，使得浮选效果变差。在实际铝土矿浮选过程中，会采取将尾矿回水用在溶出的赤泥的清洗上面，既保证了回水得到利用，又可以避免尾矿回水对于选矿产生不利影响。

（五）浮选受浮选药剂的影响

药剂的成分、用量、制作过程及添加多少和添加顺序是决定浮选能否顺利达成目标的重要因素。如何加、加多少、在什么时间点加合适，这些在浮选里都有严格的要求。

（六）浮选受浮选机工作状况的影响

浮选机的工况会影响到浮选的效果，主要考量浮选机工况的指标有很多，例如矿浆的处理量、充气量以及充气的均匀程度、还有气泡的尺寸大小、搅拌的强度如何、浮选过程的时间等等。特别是充气量以及充气均匀程度，这两者直接影响浮选的效果如何，所以，再利用浮选机进行生产时，要保证浮选工程中充气量和气泡均匀程度的稳定。随着开采的不断进行，矿石的质量也在不断下降，为了保证后序的生产工艺，浮选机在处理矿料时，随着矿量的增加，浮选时间将会被缩短，药剂量却在增大，最终会引起生产成本的扩大。这样的结果不利于铝土矿选矿的发展，因此在选矿时，要做好统一考量，充分分析各方面的因素，争取达到精益求精。

三、精矿和粗精矿的浓缩过滤

浮选出来的精矿和粗精矿需要进行浓缩过滤，目的是为了减少流程进入水量。因为浮选的过程采用碱性方式，得到的浮选物也就带有碱性，具有很强的导电性能，不容易进行沉降，要通过酸碱中和来达到降低电性的目的。进行中和，可以将精矿在沉降后，提升浓缩度到60%至65%之间，并通过过滤得到最终产物。

结语

虽然铝土矿在世界范围内的存储量很高，但是其应用的范围也比较广，开发的也比较早，导致很多易开采的铝土矿已经变得越来越少，铝土矿的选矿过程非常复杂，操作也很困难，加上开采的难度增加，等等这些因素累加到一起，就要求在进行铝土矿选矿时充分考虑所有的影响因素，分析选矿过程中的各个关键指标，不断优化选矿工艺，扩大选矿的经济效益，实现铝土矿浮选作业的终极目标，尽最大可能减少资源的浪费和成本的增加，保证铝土矿的使用年限可以有效延长，促进铝土矿资源得到充分、合理、有效的利用。

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