CN102744146A - 一种低品位铝土矿选矿方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及低品位铝土矿选矿方法，可有效解决现有技术方法存在的矿石解离不完全、设备维修难、能耗高，水系统不能自成体系的问题，本发明的技术方案是，由以下步骤实现：（1）铝土矿破碎均化；（2）铝土矿选择性解离；（3）微泡浮选；（4）组合式精矿出料；（5）组合式尾矿出料；（6）水处理循环，本发明方法条件易满足，耗能小，产量高，污染低，节能环保，通过使用循环水，减少了耗水量，大大降低了生产成本。

Description

一种低品位铝土矿选矿方法

技术领域

本发明涉及一种低品位铝土矿选矿方法。

背景技术

我国铝土矿选矿技术的研究文献始于1973年，那时矿物工程专家就已经预见到了今日铝土矿资源将面临的挑战。首个铝土矿浮选工业试验于2000年在中国长城铝业公司小关铝矿进行，首条工业生产线于2002年在中铝中州分公司嫁接氧化铝生产流程投入运营。

生产方法方面，第一代铝土矿选矿技术以嫁接氧化铝生产流程为基础，铝土矿选矿磨矿解离采用了一段溢流磨加两段分级的选择性磨矿流程、两段磨磨矿流程；浮选流程为粗选、粗扫、精1、精2、精扫五个过程，浮选采用机械搅拌充气式浮选槽；精、尾矿过滤采用陶瓷过滤机、立盘过滤机及隔膜压榨压滤机。以中铝中州分公司选矿工程、中铝河南分公司选矿厂、东方希望三门峡铝业选矿工程为代表，目前三个选矿厂均已投入生产。

铝土矿品位标准基本情况为：

序号	类型	A/S
			1	超高品位	≥10
2	高品位	6－10
			3	中品位	3.5－6
4	低品位	2.5－3.5
			5	超低品位	≤2.5

第一代铝土矿选矿技术存在的技术问题：

（1）矿石解离不完全，矿石的解离程度是影响选矿效果的关键环节，由于铝土矿一水硬铝石与脉石的嵌布粒度过细，铝土矿的解离需要把矿石磨细到200目（0.074mm）以下，其中最适合浮选的粒度为200-400(0.038mm)目之间的颗粒，过细的颗粒虽然解离比较完全，但容易造成泥化现象恶化选矿环境，过粗的颗粒不能实现矿物的解离，难以获得较好的选矿效果；

（2）粗粒贫连生体起浮困难，在铝土矿矿浆浮选过程中，由于矿石与脉石的表面性质比较接近，难以找到一种对一水硬铝石选择性很好的捕收剂，当捕收剂的捕收能力加强时，大量的脉石也会捕收上来，因此只能选择适当捕收能力的捕收剂，这就造成了有用矿物捕收力不够的问题。由于细粒矿物对捕收剂有较强的竞争能力，使得粗粒矿物尤其是难以竞争到捕收剂，捕收剂对粗粒矿物的捕收能力降低，尤其是对粗贫连生体矿粒的捕收能力更加低下，这些矿物难以浮选上来，只能从尾矿排出，从而造成尾矿A/S指标超高，选矿氧化铝总回收率降低、精矿产率降低；

（3）絮凝剂与硫酸盐难题，浮选过程是一个矿粒分散过程，必须把矿粒分散开才能进行选矿，而精矿、尾矿的浓缩脱水是一个凝集过程，正是浮选的一个反过程。因而，精矿浆、尾矿浆的浓缩首先是要破坏原有的分散体系，就需要加入硫酸降低体系的PH值，并且需要加入絮凝剂帮助沉降浓缩，由于选矿过程水是循环使用的，这就造成了絮凝剂与硫酸盐难题两个难题。研究表明硫酸盐会在循环水系统中产生累积，当硫酸盐累积到一定程度时，就会恶化浮选环境，造成矿粒难以起浮，不能进行生产。絮凝剂是沉降浓缩必须添加的有机长链物质，当循环水中残留有这些有机长链物质时，捕收剂就会优先与其结合，从而使捕收剂失效，浮选环境迅速恶化；

（4）陶瓷过滤机与精矿过滤的问题，陶瓷过滤机不适合铝土矿精矿的过滤，由于铝土矿精矿粒度较细，陶瓷过滤机虽然可以获得较好的精矿含水率，但实际产能比标示产能低了一半以上。用于铝土矿精矿过滤的立盘过滤机过滤精矿含水率过大，难于满足工业生产应用；

（5）水系统不能自成体系，需要嫁接在氧化铝生产流程。

第二代铝土矿选矿方法从河南开曼铝业开始，以河南开曼铝业、河南汇源铝业为代表，也是嫁接氧化铝生产流程。河南开曼铝业磨矿使用河南开曼铝业原有的碱矿浆两段磨磨矿流程，矿化浮选采用高浮选效率的微泡矿化浮选槽，浮选流程也由串联流程改为浮选槽并联流程，浮选过程由以前的5个过程改为粗选、精选、扫选三个过程。河南汇源铝业的选矿选用梯度浮选，采用槽子较浅机械搅拌充气式浮选槽，同时对尾矿中残留的粗矿砂进行二次磨矿与浮选，此流程针对河南鲁宝矿区比较易选的矿石获得了良好的选矿效果。

第二代铝土矿选矿方法存在的技术问题：

（1）开曼铝业选矿工程存在的技术问题为尾矿跑粗、冒槽及水平衡：开曼流程需要把浮选泡沫与循环流混合后重新用泵送入到浮选机中，捕收剂添加足量容易冒槽，捕收剂添加不足造成尾矿跑粗；开曼选矿流程是大并联全浮选流程，开曼系统液量平衡不易掌握，容易出现冒槽现象；水系统不能自成体系，需要嫁接在氧化铝生产流程。

（2）汇源铝业的选矿工程存在的问题：所用的槽子太多，仅适用于小型选矿厂建设，对于年产20万吨精矿规模的选矿厂，要使用17台浮选机，这么多台套的设备将带来众多的设备维护与维修难题；能耗高，仅浮选槽与风机电耗每20万吨规模每小时1000KW左右,折合吨精矿电耗50KW；占地大，建设费用很大。水系统不能自成体系，需要嫁接在氧化铝生产流程。

发明内容

针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本发明的目的就是提供一种低品位铝土矿选矿方法，可有效解决现有技术方法存在的矿石解离不完全、设备维修难、能耗高，水系统不能自成体系的问题。

本发明的技术方案是，由以下步骤实现：（1）铝土矿破碎均化；（2）铝土矿选择性解离；（3）微泡浮选；（4）组合式精矿出料；（5）组合式尾矿出料；（6）水处理循环。

本发明方法条件易满足，耗能小，产量高，污染低，节能环保，通过使用循环水，减少了耗水量，大大降低了生产成本。

附图说明

附图1为本发明的方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图1对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

本发明包括以下步骤：

（1）铝土矿破碎均化：将铝土矿废渣经铝土矿破碎机破碎后，通过转运皮带送入混矿棚，经布料小车往复移动均匀布料，使铝土矿的硅铝比（A/S）偏差值在±0.3以内；

（2）铝土矿选择性解离：经破碎均化的铝土矿通过磨上仓进入到高压辊磨机，辊磨后的矿粉过振动筛，其中不能通过6目筛的矿粉重新经高压辊磨机辊磨，能通过6目筛的矿粉经定量皮带计量后以40t/h原矿下料量进入到湿式球磨机，并加入循环水和碳酸钠溶液，湿式球磨机排出的铝土矿过中间箱经旋流器上料泵进入到gx350-gx×4旋流器（公知市售）内，经分级后得底流和溢流，底流重返湿式球磨机，溢流进入原矿浆槽得原矿浆，所述的高压辊磨机为洛阳中原矿山机械制造有限公司生产的型号为GM800-400的高压辊磨机；

原矿浆固含典型指标为：+0.074mm为5-15%，0.038-0.074mm之间的占40-45%，-0.038mm为40-50%；

（3）微泡浮选：将原矿浆经浮选进料泵，捕收剂、碳酸钠溶液和六偏磷酸钠溶液经相应进料泵分别打入三阶梯微泡自循环浮选机的粗选槽中，经过充气搅拌，达到固-液-气三相平衡，得粗选溢流和粗选尾流；粗选溢流进入三阶梯微泡自循环浮选机的精选槽继续浮选，得精选溢流和精选尾流，精选溢流做为精矿浆，进入精矿浆槽沉降压缩，精选尾流经精选尾流上料泵重新进入粗选槽中浮选；粗选尾流经粗选尾流泵进入扫选槽继续浮选，得扫选溢流和扫选尾流，扫选溢流重新进入三阶梯微泡自循环浮选机的粗选槽中浮选，扫选尾流做为尾矿浆经扫选尾流上料泵进入沉降槽中沉降压缩，所述的三阶梯微泡自循环浮选机为郑州广益达资源新技术有限公司生产的市售产品；

（4）组合式精矿出料：精矿浆槽沉降压缩后的精矿浆，经精矿上料泵进入半埋式沉降槽，加入循环水，经过沉降浓缩一次脱水后得体积浓度达到55－65%的精矿底流，经精矿压榨式压滤机上料泵，打入压榨式压滤机进行压榨成型，吹风，二次脱水压榨成型后得含水率为10－14%的精矿滤饼，精矿滤饼进入精矿成品库，精矿压滤后滤液水进入循环水处理前池，进行后续处理循环使用；

（5）组合式尾矿出料：沉降槽沉降压缩后的尾矿浆，加入循环水，经过沉降浓缩一次脱水后得体积浓度达到50－60%的尾矿底流，经尾矿压滤机上料泵打入压榨式压滤机进行压榨成型，吹风，经过二次脱水、压榨成型后得含水率为16－20%的尾矿滤饼，尾矿滤饼倒运至尾矿堆场，做为造免烧砖原料，尾矿压滤后的滤液水进入循环水处理前池，进行后续处理循环使用；

（6）水处理循环：进入循环水处理前池的精、尾矿压滤后的滤液水，与等离子发生器发生的等离子气体，经气液混合泵打入气液反应管中经过充分混合、反应后得循环水，进入循环水池循环使用；

水处理系统即zzdj-8000-O等离子体水处理系统，是由水处理前池、等离子发生器、气液混合泵、气液反应管组成；

所述的碳酸钠溶液是由固体碳酸钠加循环水制得的质量浓度为10%的溶液，每吨矿粉或原矿浆中加入固体碳酸钠的量为1300g~1800g；

所述的捕收剂为由油酸钠、油酸钾、烷基醇组成，其质量百分比为：10－80%：10－60%：10－50%，每吨原矿浆中加入捕收剂的量为700~900g；

所述的油酸钾（又称橡油酸钠，是现有技术，如申请号为87105202的申请名称为浮选萤石的方法的文件中的橡油酸钠）为质量含量为90-99%的油酸钾，油酸钾是一种乳化剂，也是一种泡沫剂易溶于水，水溶液呈碱性、结构与油酸钠类似，油酸钾在体系中有助于化学稳定性、机械稳定性和热敏性；

所述的烷基醇为高级烷基C16-18-醇；

所述的六偏磷酸钠溶液是由六偏磷酸钠加循环水制得的质量浓度为1%的溶液，每吨原矿浆中加入六偏磷酸钠为50~70g。

本发明所述的铝土矿选矿方法，可年产20万吨低品位铝土矿，在具体实施时，由以下步骤实现：

本发明所述的微泡浮选，粗选、精选、扫选进行计算机集成控制管理，实现粗选、精选、扫选三个过程的一体化，对粗选、精选、扫选三过程合理阶梯布置，充分利用了液位压力关系，实现系统了液位自平衡调节，杜绝冒槽与粗选、精选、扫选不平衡的现象。经过微泡浮选后，典型指标为：

1、进矿：Al2O3含量＝45－60%，A/S＝2－3.5

2、精矿：Al2O3含量＝62－70%，A/S＝5.0－8.0

3、尾矿：Al2O3含量＝33－44%，A/S＝1.2－1.5

本发明所述的组合式精矿出料，包括二次脱水工艺，其中一次脱水在规格为φ14000×13800mm半埋式沉降槽中，另一次脱水在隔膜压榨过滤机上。一次脱水方法指标为控制底流为55－65%的高固含出料方式；另一次脱水操作方式为压榨成型、吹风。经过二次脱水、压榨成型后，精矿滤饼含水率控制在10－14%，成型良好，不流动。

本发明所述的组合式尾矿出料，包括二次脱水工艺，其中一次脱水在规格为φ10000×15800高效沉降槽中，另一次脱水在隔膜压榨过滤机上。一次脱水方法指标为控制底流为50－60%的高固含出料方式；另一次脱水操作方式为压榨成型、吹风。经过二次脱水、压榨成型后，尾矿滤饼含水率控制在15－18%，成型良好，不流动。

本发明所述的水处理，由等离子体水处理系统由水处理前池、等离子发生器、气液混合泵、气液反应管组成。水处理原理是等离子发生器发生的等离子与水处理前池中回水在气液反应管经过充分混合、反应，把捕收剂、絮凝剂、消泡剂等这些有机物大分子打断成小分子，不再影响微泡浮选、精矿出料、尾矿出料，从而实现回水的100%综合利用之目的。回水的100%综合利用，可以使系统热量损失减小，这样有助于系统温度的提高及稳定。

本发明具有独立建设、绿色能源工艺、低温系统自成体系、外排水为0、全浮选方法、物料均化充分、矿石解离度高、大幅度降低电耗—球耗、低A/S浮选、精尾矿滤饼水分低、独特药剂系统、独特消泡技术等特点，应用前景广泛，是铝土矿浮选的一大变革，可以在其它地域复制，十分具有推广价值。

本发明的原矿经过计算机配料、库存均化，下料均化和一段高压辊磨与二段湿法研磨选择性组合式磨矿、水力旋流器分级，获得-200目占90%以上矿浆；用碳酸钠将矿浆pH值调至9.1～9.5，入三阶梯微泡自循环浮选机进行浮选；精选泡沫产品经半埋式沉降槽沉降，高效节能快开压滤机压榨成精矿滤饼；扫选尾矿经尾矿高效沉降槽沉降，高效节能快开压滤机压榨成尾矿滤饼。浮选精矿水、尾矿水由zzdj-8000-O等离子体水处理系统处理后返回浮选系统循环使用。整套方法系统在无热源情况下运行温度为10-30℃，使用独特浮选药剂系统及独特消泡技术，适用于铝硅比在2.0-3.5范围的低品位铝土矿的选矿加工，其流程见图1。

本发明摒弃了传统铝土矿浮选厂必须依附于氧化铝厂的傀儡局面，可以单独建设，使用绿色能源方法，不需要设计加热装置，生产过程物料不需要加热，煤耗为0；温度系统自成体系，系统运行温度为12－30℃；外排水为0，独特的水处理及循环方法系统，实现了系统水循环使用，无外排废水；采用全浮选方法，不再分离出粗砂作为精矿，大大的提高了精矿的A/S；物料均化充分，均化系统经三层均化，入仓铝土矿的A/S在±0.3以内；矿石解离充分，一段高压辊磨与二段湿法研磨选择性磨矿组合系统，出料矿浆-200目占90%以上；电耗、球耗大幅度下降，选择性磨矿系统，较传统磨矿可以降低电耗30%，磨矿球耗降50%。低A/S浮选，采用微泡浮选方法，其浮选铝土矿品位低，A/S在2.0～3.5；浮选效果好，精矿A/S在5.0～8.0，尾矿A/S在1.2～1.5。精矿滤饼水分低，半埋式沉降槽与高效节能快开压滤机组合式精矿出料系统，不需要加絮凝剂，精矿滤饼水分为10～14%，成型良好；尾矿滤饼水分低，高效沉降槽与高效节能快开压滤机组合式尾矿出料系统，尾矿滤饼水分为16～20%，成型良好；独特药剂系统：调整剂由碳酸钠、六偏磷酸钠组成；捕收剂由油酸钠、油酸钾、烷基醇复配物组成；独特消泡技术，采用降低液体的粘度、加入固体颗粒、雾化喷淋水雾、机械搅拌4层物化办法独特消泡。

本发明效果：

原矿：A/S2.0～3.5

精矿：A/S5.0～8.0

尾矿：A/S1.2～1.5

电耗：30～50kwh/t-原矿

捕收剂消耗：700～900g/t-原矿

碳酸钠消耗：1300～1800g/t-原矿

六偏磷酸钠消耗：50～70g/t-原矿

物料系统水温度范围为：12－30℃

煤耗：0t/t-原矿

外排水：0t/t-原矿

下面结合实例对本发明作进一步说明：

以河南登封铝土矿为生产原料，铝土矿经破碎均化系统、一段高压辊磨与二段湿法研磨选择性磨矿，200目筛下料占90%以上，采用碳酸钠—六偏磷酸钠组合调整剂，油酸钠—油酸钾—烷基醇复合捕收剂，经过微泡浮选，沉降－压榨成型分离精矿及尾矿，系统温度为当地气温，系统水100%封闭循环使用。生产结果为：

1、铝土矿原料

序号	Al2O3%	SiO2%	Fe2O3%	TiO2%	K2O%	Na2O%	CaO%	A/S
									1#样	52.31	26.42	8.54	2.86	0.36	0.19	0.51	1.98
2#样	53.50	20.9	6.26	2.07	0.42	0.11	0.42	2.56
									3#样	54.84	18.10	4.08	2.47	0.31	0.19	0.67	3.03
4#样	58.09	16.55	3.02	2.11	0.27	0.15	0.40	3.51

2、生产结果

本发明优点：

1、独立建设：7大系统有机运行，可以独立建设，摒弃了传统铝土矿浮选厂必须依附于氧化铝厂的傀儡局面，独立于氧化铝厂的铝土矿浮选成熟方法。

2、绿色能源方法：本铝土矿浮选工艺，不需要设计加热装置，物料不需要加热，煤耗为0。设计费用、建设费用、折旧费用、运行费用大为降低，本铝土矿浮选运行方法是一个实实在在的绿色能源方法；

3、温度系统自成体系：系统运行温度为12－30℃，经过8个月的连续运行，证明本方法物料温度系统自成体系。调整剂、捕收剂等药剂配制系统、运行系统与其它系统有机配合，捕收剂捕收能力强，精矿产率指标优良，温度系统使用方便、稳定、可靠；

4、外排水为0：独特的水处理及循环系统，实现了系统水循环使用，无外排废水。

5、全浮选方法：不再分离出粗砂作为精矿，大大的提高了精矿的A/S。

6、物料均化充分：本铝土矿浮选工艺物料均化优良，均化系统经三层均化，入仓铝土矿的A/S在±0.3以内；

7、矿石解离充分：一段高压辊磨与二段湿法研磨选择性磨矿组合系统，出料矿浆-200目占90%以上。

8、节电、降球耗：选择性磨矿系统，较传统磨矿可以降低电耗30%，磨矿球耗降50%。

9、低A/S浮选：采用微泡浮选，其浮选铝土矿品位低，A/S在2.0～3.5；浮选效果好，精矿A/S在5.0～8.0，尾矿A/S在1.2～1.5。

10、精矿滤饼水分低：半埋式沉降槽与高效节能快开压滤机组合式精矿出料系统，不需要加絮凝剂，精矿滤饼水分为10～14%，成型良好；

11、尾矿滤饼水分低：高效沉降槽与高效节能快开压滤机组合式尾矿出料系统，尾矿滤饼水分为16～20%，成型良好；

12、独特药剂系统：调整剂由碳酸钠、六偏磷酸钠组成；捕收剂由油酸钠、油酸钾、烷基醇复配物组成，药剂系统组合独特。

13、独特消泡技术：降低液体的粘度、加入固体颗粒、雾化喷淋水雾、机械搅拌4层物化办法独特消泡。

Claims (4)

1.一种低品位铝土矿选矿方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）铝土矿破碎均化：将铝土矿废渣经铝土矿破碎机破碎后，通过转运皮带送入混矿棚，经布料小车往复移动均匀布料，使铝土矿的硅铝比偏差值在±0.3以内；

（2）铝土矿选择性解离：经破碎均化的铝土矿通过磨上仓进入到高压辊磨机，辊磨后的矿粉过振动筛，其中不能通过6目筛的矿粉重新经高压辊磨机辊磨，能通过6目筛的矿粉经定量皮带计量后以40t/h原矿下料量，进入到湿式球磨机，并加入循环水和碳酸钠溶液，循环水的加入量为矿粉重量的1-1.5倍，湿式球磨机排出的铝土矿过中间箱经旋流器上料泵进入到旋流器内，经分级后得旋流器底流和旋流器溢流，旋流器底流重返湿式球磨机，旋流器溢流进入原矿浆槽得原矿浆； 

（3）微泡浮选：将原矿浆经浮选进料泵，捕收剂、碳酸钠溶液和六偏磷酸钠溶液经相应进料泵分别打入三阶梯微泡自循环浮选机的粗选槽中，经过充气搅拌，达到固-液-气三相平衡，得粗选溢流和粗选尾流；粗选溢流进入三阶梯微泡自循环浮选机的精选槽继续浮选，得精选溢流和精选尾流，精选溢流做为精矿浆，进入精矿浆槽沉降压缩，精选尾流经精选尾流上料泵重新进入粗选槽中浮选；粗选尾流经粗选尾流 泵进入扫选槽继续浮选，得扫选溢流和扫选尾流，扫选溢流重新进入三阶梯微泡自循环浮选机的粗选槽中浮选，扫选尾流做为尾矿浆经扫选尾流上料泵进入沉降槽中沉降压缩；

（4）组合式精矿出料：精矿浆槽沉降压缩后的精矿浆，经精矿上料泵进入半埋式沉降槽，加入循环水，经过沉降浓缩一次脱水后得体积浓度达到55－65%的精矿底流，经精矿压榨式压滤机上料泵，打入压榨式压滤机进行压榨成型，吹风，二次脱水压榨成型后得含水率为10－14%的精矿滤饼，精矿滤饼进入精矿成品库，精矿压滤后滤液水进入循环水处理前池，进行后续处理循环使用；

（5）组合式尾矿出料：沉降槽沉降压缩后的尾矿浆，加入循环水，经过沉降浓缩一次脱水后得体积浓度达到50－60%的尾矿底流，经尾矿压滤机上料泵打入压榨式压滤机进行压榨成型，吹风，经过二次脱水、压榨成型后得含水率为16－20%的尾矿滤饼，尾矿滤饼倒运至尾矿堆场，做为造免烧砖原料，尾矿压滤后的滤液水进入循环水处理前池，进行后续处理循环使用；

（6）水处理循环：进入循环水处理前池的精、尾矿压滤后的滤液水，与等离子发生器发生的等离子气体，经气液混合泵打入气液反应管中经过充分混合、反应后得循环水，进入循环水池循环使用。

2.根据权利要求1所述的低品位铝土矿选矿方法，其特征在于，所述的碳酸钠溶液是由碳酸钠加循环水制得的质量浓度为10%的溶液，每吨矿粉或原矿浆中加入碳酸钠为1300g~1800g。

3.根据权利要求1所述的低品位铝土矿选矿方法，其特征在于，所述的捕收剂为由油酸钠、油酸钾、烷基醇组成，其质量百分比为：10－80%：10－60%：10－50%，每吨原矿浆中加入捕收剂为700~900g，所述的油酸钾为质量含量为90-99%的油酸钾，所述的烷基醇为高级烷基C16-18-醇。

4.根据权利要求1所述的低品位铝土矿选矿方法，其特征在于，所述的六偏磷酸钠溶液是由六偏磷酸钠加循环水制得的质量浓度为1%的溶液，每吨原矿浆中加入六偏磷酸钠为50~70g。

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