CN109317305A

CN109317305A - 一种含硫铝土矿重选脱硫方法

Info

Publication number: CN109317305A
Application number: CN201811096078.2A
Authority: CN
Inventors: 邓海波; 陈湘清; 陈黎军; 邹春林; 陈和清
Original assignee: Hunan Green Pulse Environmental Protection Technology Co Ltd
Current assignee: Hunan Green Pulse Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2018-09-19
Filing date: 2018-09-19
Publication date: 2019-02-12

Abstract

本发明属于矿物加工工程技术领域，具体公开了一种含硫铝土矿重选脱硫方法。该含硫铝土矿重选脱硫方法，是将含硫铝土矿矿粉用水和/或液碱溶液和/或种分母液调成矿浆，采用重选设备对含硫铝土矿矿浆进行重选，重选操作为粗选作业、精选作业、扫选作业中的任一种或两种以上的组合，经重选从含硫铝土矿矿浆中分离脱除含硫矿物。本发明采用低成本的重选方法处理含硫铝土矿，重选过程所需的分选液体介质为水、液碱溶液、种分母液，与氧化铝生产过程中的溶液通用，因此产出的铝土矿精矿不需再进行成本高昂的过滤作业，而仅需简单浓缩甚至可直接送入氧化铝生产工艺过程，从而降低了生产铝土矿精矿和氧化铝产品的生产成本，提高了铝工业技术指标。

Description

一种含硫铝土矿重选脱硫方法

技术领域

本发明涉及矿物加工工程技术领域，特别是涉及一种含硫铝土矿重选脱硫方法。

背景技术

铝土矿中的硫成分在氧化铝生产过程中属于有害杂质，在各种生产氧化铝的冶炼方法(拜耳法、混连法、烧结法)中，S将和碱作用生成Na₂S及FeS，而Na₂S氧化为Na₂SO₄，在蒸发碳分母液时，Na₂SO₄以碳酸矾形态析出，使蒸发器表面结垢，传热效率下降，管道容器堵塞，影响生产正常进行，增加生产过程碱耗和成本。我国对堆积型一水硬铝石型铝土矿石的参考工业指标是含硫≤0.3％。我国还分布有一定数量的高硫(含硫约0.4％～7.0％)、低铝硅比(A/S约为2～10) 的一水硬铝石型铝土矿。由于其含硫高，此类矿石往往成为废矿、呆矿，或在开采中采富丢贫而遭到破坏和丢弃。

对含硫铝土矿进行处理加工，尤其是高硫铝土矿进行处理加工，以满足铝工业生产的要求，成为一个重要的研究方向。并且近年来，中国的铝土矿脱硫也取得了突破性的进展。

对于高硫铝土矿的选矿脱硫方法研究，主要见于浮选方法和磁化焙烧方法，有关研究和专利综述如下。

一、申请号为201310228614.0、名称为“一种高硫铝土矿的浮选脱硫方法”的专利文献中公开了一种高硫铝土矿的浮选方法，包括以下步骤：在原矿磨矿过程中加入石灰，控制矿浆pH在6～8范围内，在矿浆中依次添加活化剂、捕收剂和起泡剂进行浮选。采用本发明，可以在较低捕收剂用量下，将铝精矿含硫量降低到0.3％以下。相对于已有高硫铝土矿浮选脱硫技术，能在药剂用量低、脱硫效果好的同时，消除矿浆形成的酸性环境对设备的腐蚀，使高硫铝土矿浮选脱硫过程高效、稳定。

二、申请号为201510593716.1、名称为“一种高硫铝土矿同步浮选脱硫脱硅的方法”的专利文献中公开了一种高硫铝土矿反浮选脱硫脱硅方法。其方法是将高硫铝土矿添加抑制剂进行磨矿，调浆后加入脱硫捕收剂、起泡剂、活化剂、脱硅捕收剂同时进行反浮选脱硫脱硅，使含硫脉石矿物、硅脉石矿物作为泡沫产品上浮，目标铝矿物仍留在矿浆中，实现高硫铝土矿的同时浮选脱硫脱硅，得到高铝硅比、低硫含量的铝土矿浮选精矿。

三、申请号为201510503324.1、名称为“一种高硫铝土矿脱硫浮选活化剂”公开了一种高硫铝土矿脱硫浮选活化剂，该活化剂按照质量份数由2.5～4.5份的碳酸钠、2.1～3.7份的水玻璃以及0.04～0.1份的硫酸铜组成；该脱硫方法包括以下工艺：称料、磨矿、调浆、浮选、捕收和两粗两精一扫作业获得产品，本发明具有强分散性和选择性，能够有效解决了矿物中活化相对较难的问题。

四、申请号为201510594323.2、名称为“一种铝土矿反浮选同步脱硫脱有机物的方法”公开了一种高硫高有机物型铝土矿反浮选同步脱硫脱有机物的方法。其方法是将高硫高有机物铝土矿进行磨矿、调浆后，分别加入调整剂、活化剂、脱硫捕收剂、脱有机物捕收剂、起泡剂，进行充分混匀、矿化，使脉石矿物硫铁矿与有机物通过泡沫载体上浮，铝土矿精矿留在矿浆中。采用本发明的方法，可达到同时脱除高硫高有机物铝土矿中硫矿物与有机物的目的，处理含硫量 0.8％～7％，有机碳含量高于0.2％的高硫高有机物型铝土矿，浮选精矿硫含量≤0.25％，有机碳含量≤0.2％；尾矿硫含量≥25％。

五、申请号为200810072347.1、名称为“一种高硫铝土矿分步浮选脱硫方法”中公开了一种高硫铝土矿分步浮选脱硫方法，包括以下顺序工艺步骤与条件：磨矿，将原矿磨至细度-0.074mm 60-75％；第一步脱硫粗选I，加入黄药30-100g/t、松醇油20-60g/t，除去硫化物中矿I，浮选槽剩余产物为铝土矿中矿；第一步脱硫粗选II，再向铝土矿中矿加入黄药10～50g/t、松醇油5～30g/t，分出硫化物中矿II 和铝精矿；第二步脱硫浮选，将第一步脱硫粗选I的硫化物中矿I和第一步脱硫粗选II的硫化物中矿II合并，加入抑制分散剂水玻璃50～ 300g/t、黄药10～50g/t，进一步分出硫粗精矿和铝精矿，两部分铝精矿合并成综合铝精矿。

六、申请号为201210278252.1、名称为“一种高硫铝土矿的氧化脱硫-磁化除铁预处理方法”，其公开了一种用于高硫铝土矿脱硫使之满足拜耳法氧化铝生产工艺要求的技术方法，通过向高硫铝土矿中添加足量黄铁矿或硫磺配矿干磨，实现其在焙烧炉内的氧化自热焙烧脱硫或半自热焙烧氧化脱硫，通过480～680℃、5～30min的氧化脱硫将高硫铝土矿的硫含量从1～5％降低至0.5％以下，使之成为适合拜耳法氧化铝生产工艺的矿石资源；在配矿干磨粉在焙烧炉内氧化自热或半自热焙烧脱硫时，进一步将O₂/FeS₂摩尔比控制在0.9～2.5之间，将焙烧温度控制在600～680℃之间，可以使配矿中的铁绝大多数转化为易于磁选分离的四氧化三铁，可磁选出来用作炼铁原料。用磁选除铁后的矿石生产氧化铝可以相应降低单位碱耗和赤泥量。

以上高硫铝土矿的浮选方法和磁化焙烧方法脱硫方案，存在浮选精矿泡沫浓缩过滤困难和生产成本高等问题，生产中未能推广应用。

有关采用重选方法分选处理含硫铝土矿的研究和专利未见有报道。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种含硫铝土矿重选脱硫方法，采用低成本的重选方法处理含硫铝土矿，脱除含硫铝土矿中的有害硫杂质，产出可用于生产氧化铝的铝土矿原料，重选过程所需的分选液体介质为水、液碱溶液、种分母液，与氧化铝生产过程中的溶液通用，产出的铝土矿不需再进行成本高昂的过滤作业，而仅需简单浓缩甚至可直接送入氧化铝生产工艺过程，降低了生产铝土矿精矿和氧化铝产品的生产成本。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种含硫铝土矿重选脱硫方法，包括以下步骤：

S1：将小于0.074mm筛网粒级产率占30％～100％的含硫铝土矿矿粉用水和/或液碱溶液和/或种分母液调成矿浆，得到含硫铝土矿矿浆，所述含硫铝土矿矿浆的质量分数固含浓度为5％～45％；

S2：采用重选设备对含硫铝土矿矿浆进行重选，经重选从含硫铝土矿矿浆中分离脱除含硫矿物，重选设备为溜槽、螺旋溜槽、尖缩溜槽、横流皮带溜槽、螺旋选矿机、圆锥选矿机、摇床和洗矿机中的任一种。

在步骤S2中，重选操作可以为单独的粗选作业，也可以为粗选作业与精选作业的组合，也可以是粗选作业、精选作业、扫选作业的组合，还可以是粗选作业与扫选作业的组合，其中精选作业、扫选作业的次数可以是0～5次。

在步骤S2中，可以重选得到作为氧化铝生产原料的铝土矿产品。

也可以结合浮选，即采用浮选方法对重选操作得到的铝土矿产品和含硫矿物产品进行处理，得到可以作为氧化铝生产原料的铝土矿，以及高硫矿物产品，所述高硫矿物产品作为硫铁矿用于硫酸的生产。

所述含硫铝土矿矿粉由含硫铝土矿磨矿制得，含硫铝土矿为含硫品位0.7％～7.0％的铝土矿或煤系含硫高铝黏土矿。

优选地，所述液碱溶液、种分母液含水量均大于70％。

作为一种实施方式，所述溜槽包括倾斜设置的分选面，在分选面的两侧垂直设置有挡板，分选面后部为支撑挡墙。优选地，所述溜槽分选面的表面粗糙度大于Ra50。

作为一种优选的实施方式，所述溜槽、螺旋溜槽、尖缩溜槽、横流皮带溜槽的槽底面的表面粗糙度大于Ra50。

本发明提供了一种含硫铝土矿的重选脱硫方法，是采用低成本的重选方法处理含硫铝土矿，脱除含硫铝土矿原矿中的有害硫杂质，产出可用于生产氧化铝的铝土矿精矿原料，重选过程所需的分选液体介质为水、液碱溶液、种分母液，与氧化铝生产过程中的溶液通用(氧化铝生产过程需要水、液碱溶液配制料浆，在氧化铝生产过程中会产生种分母液)，因此产出的铝土矿精矿不需再进行成本高昂的过滤作业，而仅需简单浓缩甚至可直接送入氧化铝生产工艺过程，从而降低了生产铝土矿精矿和氧化铝产品的生产成本，提高了铝工业技术指标。

溜槽是利用沿斜面流动的水流进行选矿的方法。在溜槽内，不同密度的矿粒在水流的动力、矿粒重力(或离心力)、矿粒与槽底间的摩擦力等因素作用下发生分层，结果使密度大的矿粒集中在下层，以较低的速度沿槽底向前运动，在给矿的同时排出槽外或滞留于槽底，经过一段时间后，间断地排出槽外；密度小的矿粒分布在上层，以较大的速度被水流带走。

在本发明配制的含硫铝土矿原矿矿浆中，含硫矿物的密度较大，而铝土矿的密度小，含硫矿物的密度比铝土矿的密度大约1.5～2.0，因此可以通过重选方法实现分离。密度大的含硫矿物集中在下层，密度小的铝土矿粒分布在上层，以较大的速度被水流带走。

为了进一步使重选效果更好，本发明中使用的重选设备溜槽、螺旋溜槽、尖缩溜槽、横流皮带溜槽的槽底面的表面粗糙度大于Ra50 (GB1031-1983)。

例如溜槽的槽底表面可以采用刀痕、凸起、刮擦等方式制造表面粗糙度，使表面粗糙度大于Ra50(GB1031-1983)。粗糙度也可采用铺设布、毛毯、纱网、滤布、和其它格条等粗糙布来实现。溜槽槽内底部粗糙布底下可以设置利用空气或液体进行反冲洗能力的装置。

螺旋溜槽和螺旋选矿机槽内可铺设肋状格条。

采用的重选溜槽可以为：包括倾斜设置的分选面，在分选面的两侧垂直设置有挡板，分选面后部为支撑挡墙。溜槽分选面的表面粗糙度大于Ra50。

在重选设备溜槽、螺旋溜槽、尖缩溜槽、横流皮带溜槽的槽底面增加粗糙度限定，目的一是延长高硫铝土矿原矿矿浆在溜槽内的停留时间，二是粗糙面可对高硫铝土矿原矿矿浆起到微扰动作用，提高矿浆中含硫矿物和铝土矿的分离效果。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

取含硫品位4.13％(即铝土矿中S的质量百分比含量为4.13％) 的高硫铝土矿，进行重选脱硫，包括以下步骤：

1、采用破碎机首先将该高硫铝土矿粉碎，然后采用球磨机磨矿至小于0.074mm筛网粒级产率占50％，得到高硫铝土矿原矿矿粉；

2、将磨矿得到的高硫铝土矿原矿矿粉用水调成矿浆，矿浆固含浓度为18％，得到高硫铝土矿原矿矿浆；

3、采用螺旋溜槽进行重选粗选，从高硫铝土矿原矿矿浆中脱除含硫矿物中矿，得到铝土矿粗选产品，分离出的密度大的物料为含硫矿物中矿；

4、采用螺旋溜槽进行重选精选，从得到的铝土矿粗选产品中进一步脱除含硫矿物中矿，得到铝土矿精矿，分离出的密度大的物料为含硫矿物中矿；

5、步骤3和步骤4得到的含硫矿物中矿合并，采用摇床重选扫选1次，分离得到的密度大的物料为高硫尾矿，分离得到的密度小的物料为铝土矿中矿，铝土矿中矿返回重选粗选步骤，与高硫铝土矿原矿矿浆混合后进行重选粗选；

6、高硫尾矿经球磨机再磨矿至小于0.074mm筛网粒级产率占 75％，之后再经摇床重选方法进行硫分选，分选出可废弃的尾矿和含硫大于35％的硫精矿。

本实施例的技术指标具体见表1。

表1

实施例2

取含硫品位1.45％的高硫铝土矿，进行重选脱硫，包括以下步骤：

1、采用破碎机首先将该高硫铝土矿粉碎，然后采用高压辊磨机磨矿至小于0.074mm筛网粒级产率占65％，得到高硫铝土矿原矿矿粉；

2、将磨矿得到的高硫铝土矿原矿矿粉用质量百分比浓度为18％的液碱溶液(液碱溶液即氢氧化钠溶液)调成矿浆，矿浆固含浓度为 20％，得到高硫铝土矿原矿矿浆；

5、步骤3和步骤4得到的含硫矿物中矿合并，采用摇床重选扫选1次，分离得到的密度大的物料为高硫尾矿，分离得到的密度小的物料为铝土矿中矿，铝土矿中矿返回重选粗选步骤，与高硫铝土矿原矿矿浆混合后进行重选粗选；扫选得到的含硫大于35％的高硫尾矿分离出来直接作为硫精矿；

6、高硫尾矿经球磨机再磨矿至小于0.074mm筛网粒级产率占 80％，之后再经摇床重选方法进行硫分选，分选出可废弃的尾矿和含硫大于35％的硫精矿。

本实施例的技术指标具体见表2。

表2

实施例3

取含硫品位1.03％的高硫铝土矿，进行重选脱硫，包括以下步骤：

1、采用高压辊磨机破碎磨矿至小于0.074mm筛网粒级产率占 80％，得到高硫铝土矿原矿矿粉；

2、将磨矿得到的高硫铝土矿原矿矿粉用水调成矿浆，矿浆固含浓度为12％，得到高硫铝土矿原矿矿浆；

3、采用螺旋选矿机进行重选粗选，从高硫铝土矿原矿矿浆中脱除含硫矿物中矿，得到铝土矿粗选产品，分离出的密度大的物料为含硫矿物中矿；

4、采用螺旋选矿机进行重选精选，从得到的铝土矿粗选产品中进一步脱除含硫矿物中矿，得到铝土矿精矿，分离出的密度大的物料为含硫矿物中矿；

5、步骤3和步骤4得到的含硫矿物中矿合并，采用摇床重选扫选1次，分离得到的密度大的物料为高硫尾矿，分离得到的密度小的物料为铝土矿中矿，铝土矿中矿返回重选粗选步骤，与高硫铝土矿原矿矿浆混合后进行重选粗选。

本实施例的技术指标具体见表3。

表3

实施例4

取含硫品位0.88％的高硫铝土矿，进行重选脱硫，包括以下步骤：

1、采用球磨机破碎磨矿至小于0.074mm筛网粒级产率占90％，得到高硫铝土矿原矿矿粉；

2、将磨矿得到的高硫铝土矿原矿矿粉用氧化铝生产中的种分母液调成矿浆，矿浆固含浓度为16％，得到高硫铝土矿原矿矿浆；

3、采用溜槽进行重选粗选，从高硫铝土矿原矿矿浆中脱除含硫矿物中矿，得到铝土矿粗选产品，分离出的密度大的物料为含硫矿物中矿；

4、采用溜槽进行重选精选，从得到的铝土矿粗选产品中进一步脱除含硫矿物中矿，得到铝土矿精矿，分离出的密度大的物料为含硫矿物中矿；

本实施例的技术指标具体见表4。

表4

实施例5

取含硫品位1.03％的高硫铝土矿，进行重选脱硫，含硫矿物中矿浮选提硫，包括以下步骤：

1、采用高压辊磨机破碎磨矿至小于0.074mm筛网粒级产率占 75％，得到高硫铝土矿原矿矿粉；

2、将磨矿得到的高硫铝土矿原矿矿粉用水调成矿浆，矿浆固含浓度为10％，得到高硫铝土矿原矿矿浆；

4、采用螺旋选矿机进行重选精选，从得到的铝土矿粗选产品中进一步脱除含硫矿物中矿，得到铝土矿精矿1，分离出的密度大的物料为含硫矿物中矿；

5、步骤3和步骤4得到的含硫矿物中矿合并，采用浮选，分选得到铝土矿精矿2、硫精矿以及硫尾矿，分选得到的硫尾矿为铝土矿中矿，铝土矿中矿返回重选粗选步骤，与高硫铝土矿原矿矿浆混合后进行重选粗选。

本实施例的技术指标具体见表5。

表5

实施例6

取含硫品位1.38％的高硫铝土矿，进行重选-浮选脱硫，包括以下步骤：

1、采用破碎机首先将该高硫铝土矿粉碎，然后采用球磨机磨矿至小于0.074mm筛网粒级产率占78％，得到高硫铝土矿原矿矿粉；

2、将磨矿得到的高硫铝土矿原矿矿粉用水调成矿浆，矿浆固含浓度为20％，得到高硫铝土矿原矿矿浆；

4、采用浮选进行精选，从得到的铝土矿粗选产品中进一步脱除含硫矿物中矿，得到铝土矿精矿，浮选精尾矿为含硫矿物中矿；

5、步骤3和步骤4得到的含硫矿物中矿合并，采用浮选进一步分选，分选得到硫精矿，以及硫尾矿。

本实施例的技术指标具体见表6。

表6

精选得到的含硫低于0.7％的铝土矿合格精矿，可与含硫量更低的矿石进行配矿后进入氧化铝生产流程。精选得到的含硫低于0.3％的铝土矿优质精矿，可直接送入氧化铝生产工艺过程。

含硫低于0.7％的铝土矿合格精矿还可进入重选精选步骤再进一步精选至产出含硫低于0.3％的铝土矿优质精矿，直接送入氧化铝生产工艺过程。

也可以采用浮选方法对重选操作得到的含硫较高例如含硫低于 0.7％但高于0.3％的铝土矿产品、含硫矿物产品进行深加工，直到铝土矿可以作为氧化铝生产的原料，含硫矿物产品浮选处理得到的高硫矿物产品可以作为硫铁矿用于硫酸的生产。

在配制高硫铝土矿原矿矿浆时，若分选液体介质为液碱溶液(即氢氧化钠溶液)或种分母液(即铝酸钠溶液)，铝土矿合格精矿可仅简单浓缩而不经过滤，与含硫量更低的矿石进行配矿后进入氧化铝生产流程。

若分选液体介质为液碱溶液(即氢氧化钠溶液)或种分母液(即铝酸钠溶液)，铝土矿优质精矿可仅简单浓缩而不经过滤，直接送入氧化铝拜耳法生产工艺。

实施例1-6中，用到的重选设备螺旋溜槽、溜槽槽底面的表面粗糙度均大于Ra50(GB1031-1983)，可以通过设置粗糙布来实现；螺旋选矿机的槽内铺设肋状格条。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种含硫铝土矿重选脱硫方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的含硫铝土矿重选脱硫方法，其特征在于，采用浮选方法对重选操作得到的铝土矿产品和含硫矿物产品进行处理，得到可以作为氧化铝生产原料的铝土矿，以及高硫矿物产品，所述高硫矿物产品作为硫铁矿用于硫酸的生产。

3.根据权利要求1或2所述的含硫铝土矿重选脱硫方法，其特征在于，所述含硫铝土矿矿粉由含硫铝土矿磨矿制得，含硫铝土矿为含硫品位0.7％～7.0％的铝土矿或煤系含硫高铝黏土矿。

4.根据权利要求1所述的含硫铝土矿重选脱硫方法，其特征在于，所述液碱溶液、种分母液含水量均大于70％。

5.根据权利要求1所述的含硫铝土矿重选脱硫方法，其特征在于，所述溜槽包括倾斜设置的分选面，在分选面的两侧垂直设置有挡板，分选面后部为支撑挡墙。

6.根据权利要求1所述的含硫铝土矿重选脱硫方法，其特征在于，所述溜槽、螺旋溜槽、尖缩溜槽、横流皮带溜槽的槽底面的表面粗糙度大于Ra50。

7.根据权利要求5所述的含硫铝土矿重选脱硫方法，其特征在于，所述溜槽分选面的表面粗糙度大于Ra50。