CN101733200A - 一种絮凝剂处理铝土矿选矿尾矿的方法 - Google Patents

一种絮凝剂处理铝土矿选矿尾矿的方法 Download PDF

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孙伟
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Abstract

本发明涉及一种絮凝剂处理铝土矿选矿尾矿的方法，特别是铝土矿选择性絮凝尾矿的处理。充分根据铝土矿尾矿的特点，本发明特征在于用一种新型的阳离子高分子絮凝剂作为絮凝铝土矿尾矿的絮凝剂。将新型絮凝剂配置成0.001％-10％的浓度，直接或配合使用含Fe或Al离子的无机絮凝剂，或各种类型的聚丙烯酰胺，加入到尾矿浆中，缓慢且充分搅拌，使尾矿中微细颗粒矿物絮凝沉降下来。本方法药剂用量少，节约生产成本，沉降效果好，缩短尾矿处理流程，对环境污染少。

Description

一种絮凝剂处理铝土矿选矿尾矿的方法
技术领域
本发明属于选矿领域，具体涉及一种絮凝剂处理铝土矿选矿尾矿的方法。
背景技术
我国铝土矿明显具有高铝、高硅、低铁的特点。虽然，我国的铝土矿中Al2O3的含量比较高，但是由于矿石中同时含有较高的SiO2，因此矿石的铝硅比总体较低。约占我国铝土矿总储量96％的山西、河南、广西、贵州、山东及四川、云南等7省区的255个矿区中，铝土矿平均品位(质量分数)为：Al2O361.99％、SiO210.4％、Fe2O37.73％。平均铝硅比为：5.96，有近一半储量铝土矿的铝硅比为4-6。一水硬铝石的溶出需要较高的温度、压力和苛性比条件；再加上因矿石的铝硅比低，以这种矿石作为拜尔法生产氧化铝的原料时，经济效益差。因此，必须采用选矿的方法对铝土矿进行处理。
目前正浮选和反浮选脱硅已取得显著的成绩并已经工业化，选择性絮凝新工艺也取得了突破进展。然而选矿工艺产生的大量尾矿的成分以高岭石、叶腊石、伊利石等脉石矿物为主，易过粉碎，流程处理后以极其微细的颗粒悬浮于尾矿浆中，难以沉降。这使得铝土矿尾矿的处理流程大大加长，经济上造成浪费，并且浓稠矿浆对尾矿坝造成了巨大的压力，存在坍塌的安全隐患。
目前国内的铝土矿选矿厂大都采用传统的聚丙烯酰胺作为絮凝尾矿的药剂。然而聚丙烯酰胺存在用量大，成本高，毒性大，絮凝颗粒松散等缺点。需要找到一种能够克服以上缺点的新型絮凝剂及其应用的方法。
发明内容
本方法提供一种新型的阳离子高分子絮凝剂-二甲基而烯丙基氯化铵应用于处理铝土矿选矿尾矿的方法。药剂用量少，节约生产成本，沉降效果好，缩短尾矿处理流程，对环境污染少。
本发明完整具体工艺为：
一种絮凝剂处理铝土矿选矿尾矿的方法，包括以下步骤：
a)用盐酸和氢氧化钠调节尾矿pH值为2.5-12.5之间；
b)将阳离子絮凝剂二甲基而烯丙基氯化铵配制成0.001％-10％质量浓度的溶液(优选0.001％-1％)，加入到尾矿浆中，添加量为1-1000克/吨矿石；
c)缓慢且充分搅拌至药剂发生絮凝作用，矿浆静置沉降；
d)经脱水处理(采用浓密机、离心过滤机等)，除去上层的澄清液，实现尾矿脱水即可。
所述的二甲基而烯丙基氯化铵的阳离子官能团为季铵基，其结构式如式1所示：
Figure G200910312319720091225D000021
式1。
上述絮凝剂分子量为10-1000万。(N+表示氮离子)
其他絮凝剂可与所述的阳离子絮凝剂配合使用，絮凝剂添加总量为1-1000克/吨。使用方式包括：其他絮凝剂与阳离子絮凝剂同时加入，其他絮凝剂先于阳离子絮凝剂加入，其他絮凝剂在阳离子絮凝剂之后加入尾矿浆。
所述的其他絮凝剂包括各种类型聚丙烯酰胺，其与阳离子絮凝剂的质量比为1∶1000-1000∶1。所述的各种类型的聚丙烯酰胺包括非离子型聚丙烯酰胺、阴离子型聚丙烯酰胺，阳离子型聚丙烯酰胺。
所述的其他絮凝剂还包括Al或Fe的无机凝聚剂(如：聚合硫酸铝，聚合氯化铝，聚合硫酸铁，聚合氯化铁等铁系和铝系无机絮凝剂)，其与阳离子絮凝剂的质量比为1∶1000-1000∶1。
所述的尾矿浆包括铝土矿选择性絮凝、铝土矿正浮选尾矿、反浮选尾矿矿浆以及铝土矿洗矿矿泥。
发明的优点和积极效果
新型阳离子絮凝剂-二甲基而烯丙基氯化铵为阳离子型高分子聚合物，分子量大保证其絮凝效果；而高密度的阳离子密度，使得其对荷负电的粘土质矿物(包括大多数的选矿尾矿)有很好的选择性。较之无机絮凝剂，絮团体积大，沉降速度快；而较之聚丙烯酰胺类絮凝剂，用量大大降低，絮团更加紧实。
当前铝土矿尾矿处理一般采用聚丙烯酰胺，然而聚丙烯酰胺存在用量大，成本高，毒性大，絮凝颗粒松散等缺点。采用该方法后：1.达到了传统絮凝剂聚丙烯酰胺的效果，该絮凝剂对铝土矿尾矿的絮凝效果良好。2.在达到同样沉降效果的情况下，新型絮凝剂用量只相当于聚丙烯酰胺的6％，大大节约了成本。3.药剂毒性小，对环境友好。4.絮凝剂不仅可以单独应用于铝土矿尾矿的絮凝，并且可与聚丙烯酰胺和其他含Al含Fe离子无机絮凝剂的配合使用，且都达到了良好的使用效果。
附图说明
图1为选矿尾矿处理流程图。
具体实施方式
以下实施例旨在进一步说明本发明，而非限制本发明。
实施例1
采用本方法对河南某矿区铝土矿选择性絮凝尾矿进行絮凝沉降试验。该尾矿中主要矿物为粘土矿物。其中含Al2O345.6％、SiO233.65％，铝硅比为1.35，矿浆浓度为3％。
用盐酸调浆至pH值为3.0，加入0.1％的二甲基二稀丙基氯化铵40克/吨。使用机械搅拌机在300rpm转速下搅拌3分钟，矿浆静置沉降。可以看到立刻形成清晰沉降界面，上层液清澈。沉降速度可达到35毫米/分钟。可脱除矿浆中80％水量。
实施例2
采用本方法对广西某铝厂洗矿矿泥进行絮凝沉降试验。经物相分析，该矿泥主要成分为一水硬铝石13.7、三水铝石12.1、高岭石47.4。该矿物小于0.010mm粒级占76.64％。
用盐酸调浆至pH值为5.5，在浓度为5％的尾矿浆中加入浓度配制成为0.006％的二甲基二稀丙基氯化铵55克/吨。使用机械搅拌机在300rpm转速下搅拌3分钟，矿浆静置沉降。可以看到立刻形成清晰沉降界面，上层液清澈。沉降速度可达到37毫米/分钟。可脱除矿浆中78％水量。
实施例3
采用本方法对河南某铝厂的正浮选尾矿进行絮凝沉降试验。该尾矿中主要矿物为粘土矿物。其中75％左右是粒度小于0.020mm的极细粒子，其中含一水硬铝石20.79、高岭石19.90、伊利石27.82、叶蜡石7.50。
用盐酸调浆至pH7.0，在浓度为5％的尾矿浆中加入浓度配制成为10％的二甲基二稀丙基氯化铵70克/吨，以及100克/吨的聚合硫酸铝铁。聚合硫酸铝铁先于二甲基而烯丙基氯化铵加入。使用机械搅拌机在300rpm转速下搅拌3分钟，矿浆静置沉降。可以看到立刻形成清晰沉降界面，上层液清澈。沉降速度可达到30毫米/分钟。可脱除矿浆中75％水量。
实施例4
采用本方法对河南某铝厂的反浮选尾矿进行絮凝沉降试验，其中含Al2O348.5％、SiO230.82％，铝硅比为1.57，矿浆浓度为20％。
用氢氧化钠调浆至pH为12，加入0.1％的二甲基二稀丙基氯化铵50克/吨和聚丙烯酰胺150克/吨，二甲基而烯丙基氯化铵先于聚丙烯酰胺加入。使用机械搅拌机在300rpm转速下搅拌3分钟，矿浆静置沉降。可以看到立刻形成清晰沉降界面，上层液清澈。沉降速度可达到60毫米/分钟。可脱除矿浆中85％水量。

Claims (10)

1.一种絮凝剂处理铝土矿选矿尾矿的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)用盐酸和氢氧化钠调节尾矿pH值为2.5-12.5之间；
b)将阳离子絮凝剂二甲基而烯丙基氯化铵配制成0.001％-10％质量浓度的溶液，加入到尾矿浆中，添加量为1-1000克/吨矿石；
c)缓慢且充分搅拌至药剂发生絮凝作用，矿浆静置沉降；
d)经脱水处理，除去上层的澄清液，实现尾矿脱水即可。
2.根据权利要求1所述的一种絮凝剂处理铝土矿选矿尾矿的方法，其特征在于，所述的二甲基而烯丙基氯化铵的阳离子官能团为季铵基，其结构式如式1所示：
Figure F200910312319720091225C000011
3.根据权利要求1所述的一种絮凝剂处理铝土矿选矿尾矿的方法，其特征在于，絮凝剂分子量为10-1000万。
4.根据权利要求1所述的一种絮凝剂处理铝土矿选矿尾矿的方法，其特征在于，配制二甲基而烯丙基氯化铵的浓度为0.001％-1％。
5.根据权利要求1所述的一种絮凝剂处理铝土矿选矿尾矿的方法，其特征在于，其他絮凝剂与所述的阳离子絮凝剂配合使用，絮凝剂添加总量为1-1000克/吨。
6.根据权利要求5所述的一种絮凝剂处理铝土矿选矿尾矿的方法，其特征在于，其他絮凝剂与所述的阳离子絮凝剂配合使用包括：其他絮凝剂与阳离子絮凝剂同时加入，其他絮凝剂先于阳离子絮凝剂加入，其他絮凝剂在阳离子絮凝剂之后加入尾矿浆。
7.根据权利要求1或5或6所述的一种絮凝剂处理铝土矿选矿尾矿的方法，其特征在于，所述的其他絮凝剂包括各种类型聚丙烯酰胺，其与阳离子絮凝剂的质量比为1∶1000-1000∶1。
8.根据权利要求7所述的一种絮凝剂处理铝土矿选矿尾矿的方法，其特征在于，所述的各种类型的聚丙烯酰胺包括非离子型聚丙烯酰胺、阴离子型聚丙烯酰胺，阳离子型聚丙烯酰胺。
9.根据权利要求6所述的一种絮凝剂处理铝土矿选矿尾矿的方法，其特征在于，所述的其他絮凝剂包括Al或Fe的无机凝聚剂，其与阳离子絮凝剂的质量比为1∶1000-1000∶1。
10.根据权利要求1所述的一种絮凝剂处理铝土矿选矿尾矿的方法，其特征在于，所述的尾矿浆包括铝土矿选择性絮凝、铝土矿正浮选尾矿、反浮选尾矿矿浆以及铝土矿洗矿矿泥。
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