CN110860367A

CN110860367A - 一种三水铝石型铝土矿重选分离的方法

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Publication number: CN110860367A
Application number: CN201911067914.9A
Authority: CN
Inventors: 陈湘清; 邹春林; 陈黎军; 谢舒珊
Original assignee: Hunan Green Pulse Environmental Protection Technology Co Ltd
Current assignee: Hunan Green Pulse Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2019-11-04
Filing date: 2019-11-04
Publication date: 2020-03-06
Anticipated expiration: 2039-11-04
Also published as: CN110860367B

Abstract

一种三水铝石型铝土矿重选分离的方法，包括以下步骤：（1）将三水铝石型铝土矿破碎后，进行干法或湿法磨矿，得矿粉或矿浆；（2）将步骤（1）所得矿粉或矿浆进行干法或湿法重选，分别得铝精矿和含铝铁矿。本发明方法所得低铁、高铝硅比铝精矿中，氧化铝品位＞42%，氧化铝回收率＞74%，A/S＞12，氧化铁的质量含量＜18%，可作为氧化铝生产原料；与此同时，所得含铝铁矿中，氧化铁的质量含量＞51%，氧化铁回收率＞50%，可用作钢铁生产原料；本发明方法工艺简单，成本低，无药剂添加，赤泥产生量小，经济环保，资源利用率高，适宜于工业化生产。

Description

一种三水铝石型铝土矿重选分离的方法

技术领域

本发明涉及一种铝土矿重选分离的方法，具体涉及一种三水铝石型铝土矿重选分离的方法。

背景技术

近年来，我国优质铁矿资源和铝矿资源日益短缺，铁矿石和铝土矿进口量急剧攀升，居高不下的对外依存度，严重影响了钢铁工业和铝工业原料供应的战略安全。在此背景下，合理高效开发利用高铁三水铝土矿资源迫在眉睫。

目前，高铁三水铝土矿资源的选矿方法主要有浮选、磁选或还原磁化焙烧磁选、化学浸出法、生物法等。然而，浮选工艺不仅复杂、流程长，还需要大量浮选药剂，对环境污染严重；磁选或还原磁化焙烧磁选脱铁法设备简单，处理速度快，但除铁效率偏低；虽然化学浸出法对铝土矿中铁的脱除率较物理法的高，但酸浸废液中含有大量的铁、铝、钾、镁等金属离子，必须要经处理后才能排放，不仅增加了除铁成本，还存在环境污染等问题；而生物法选矿除铁所需时间长，铁的脱除率不高。不仅如此，上述工艺方法还会产生大量的赤泥，不仅难以利用，还会造成资源浪费与环境污染等问题。

CN105107618A 公开了一种沉积型铝土矿的重选方法，是利用沉积型矿石中各矿物的嵌布粒度的差异进行重选，但是，由于未能进行控制性磨矿，仅仅是将矿料磨细，易形成过磨，造成目标矿物在细粒级中损失以及能耗偏高。

CN110292988A公开了一种高硫铝土矿重浮联合脱硫的方法，是将高硫铝土矿经研磨后，重选获得粗粒黄铁矿，重选铝矿再浮选脱硫。但是，该方法仍然只注重分选，未研究分选给料质量问题，即粒度分布组成。

CN1403205A公开了一种铝土矿的选矿方法，主要是针对一水硬铝石型铝土矿，虽然该方法考虑了粗细粒级矿物的浮选性质的差异，但是，仍需要进行浮选，并使用浮选药剂，存在药剂污染的问题。同样，CN1207962A公开了一种铝土矿的浮选方法，是采用浮选进行脱硅，但是，需要研磨细度较高，药剂消耗也较大，存在药剂污染问题。

CN109092553A公开了一种获得低硫一水硬铝石精矿的选矿方法，是针对高硫铝土矿采用浮选或重选方法，将易于浮选或重选脱除的含硫物脱除，再利用针铁矿对硫酸根的吸附，采用磁选脱硫。但是，该方法工艺较为复杂。

因此，研究设计一种低成本、高效率的工艺方法来处理三水铝石型铝土矿中的高铁，并解决现有铁脱除率低、铁资源难利用，赤泥量大的问题，提高资源的综合利用率，对于我国的铝工业、钢铁工业生产将具有重大意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种可分别获得低铁的铝精矿以及含铝铁矿，工艺简单，成本低，无药剂添加，赤泥产生量小，经济环保，资源利用率高，适宜于工业化生产的三水铝石型铝土矿重选分离的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种三水铝石型铝土矿重选分离的方法，包括以下步骤：

（1）将三水铝石型铝土矿破碎后，进行干法或湿法磨矿，得矿粉或矿浆；

（2）将步骤（1）所得矿粉或矿浆进行干法或湿法重选，分别得铝精矿和含铝铁矿。

本发明方法处理三水铝石型铝土矿，是根据三水铝矿嵌布粒度细且密度小，而含铁矿物嵌布粒度粗且比重大、难磨等差异，采用控制性磨矿，使得铝矿向细粒级富集，而铁、石英等难磨矿向粗粒级富集；然后再经重选，将各矿物按比重大小及颗粒粗细，分离出含铁低的轻、细粒级为主的铝土矿粉，以及比重大、粒度较粗的含铝铁矿，从而获得可作为氧化铝生产原料的低铁、高铝硅比铝精矿和可用于铁冶炼生产的原料含铝铁矿。

优选地，步骤（1）中，所述三水铝石型铝土矿中主要组分的质量百分数为：氧化铝＞30%，氧化铁＞18%，二氧化硅＜10%，所述组分的质量百分数的总和＜100%。所述三水铝石型铝土矿的A/S（铝硅比）为10～70。

优选地，步骤（1）中，所述干法磨矿时，三水铝石型铝土矿的含水率＜6%。所述含水率为自由水的含量。

优选地，步骤（1）中，所述干法或湿法磨矿的研磨介质的充填率＜40%（更优选20～35%）。

优选地，步骤（1）中，所述干法或湿法磨矿至粒径≤74μm的质量含量为30～100%，粒径≤10μm的质量含量＜30%，各矿物获得单体解离度＞70%。所述磨矿程度可避免矿物的资源损失和高能耗，在保证矿物充分解离的前提下，又不会过磨。

优选地，所述研磨介质为钢球、钢棒或钢锻等中的一种或几种。

优选地，当使用钢球为研磨介质时，钢球的质量百分比为：大球5～30%，中球20～70%，小球5～60%，总和为100%，其中，大球直径≥70mm，中球直径为50～60mm，小球直径≤40mm。

优选地，当使用钢棒为研磨介质时，钢棒的质量百分比为：直径≥70mm的30～80%，直径为55～65mm的20～70%，直径≤50mm的0～50%，总和为100%。

优选地，步骤（1）中，所述湿法磨矿是通过加水或铝酸钠溶液制浆，至矿浆质量浓度为40～80%（更优选50～70%）。

优选地，用铝酸钠溶液制浆时，所述铝酸钠溶液为苛碱质量浓度＜500g/L（更优选200～400g/L），氧化铝质量浓度＜500g/L（更优选100～400g/L）的非饱和溶液。使用铝酸钠溶液重选产出的铝土矿，不需再进行成本高昂的过滤作业，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；且铝酸钠溶液密度大于水，相当于重介质重选，更有利于轻、重物料的上浮或下沉。铝酸钠溶液中的苛碱和氧化铝浓度不宜过大，否则铝酸钠溶液的粘度过大，会降低液体的流动性，并粘附小颗粒物料，从而降低分选效率。

优选地，步骤（1）中，所述磨矿的设备为雷蒙磨、球磨、半自磨或棒磨等中的一种或几种。

优选地，步骤（2）中，所述重选的流程为粗选、扫选和精选；所述扫选、精选所得中矿顺序返回或集中返回至粗选。

优选地，步骤（2）中，所述干法重选所用的设备为跳汰机、选粉机或旋风分离器等中的一种或几种。

优选地，当使用旋风分离器时，风压为0.01～0.30MPa，给料浓度为0.1～8.0kg/m³（更优选0.5～5.0kg/m³）。若风压过大，则会急剧缩小各矿物因比重大小引起的分选差异；若给料浓度过高，则目标产品中夹杂含量过高。

优选地，步骤（2）中，所述湿法重选的温度为5～100℃（更优选20～40℃）。

优选地，步骤（2）中，所述湿法重选所用的设备为摇床、跳汰机、螺旋溜槽、毛毯机、分斗泥或离心分选机等中的一种或几种。

优选地，当使用跳汰机或摇床时，冲程为6～20mm，冲次为40～200次/min。

优选地，步骤（2）中，当采用湿法重选时，具体操作为：在步骤（1）所得矿粉或矿浆中，加水或铝酸钠溶液调浆，进行湿法重选后，分别得铝精矿和含铝铁矿。

优选地，所述加水或铝酸钠溶液调浆至矿浆的质量浓度为5～40%（更优选8～16%）。避免矿浆浓度过高浆液粘度大难以分离开，浓度过低设备处理量降低、效率低。

优选地，用铝酸钠溶液调浆时，所述铝酸钠溶液为苛碱质量浓度＜500g/L（更优选200～400g/L），氧化铝质量浓度＜500g/L（更优选100～400g/L）的非饱和溶液。

本发明方法所使用的铝酸钠溶液来自氧化铝循环母液、分解精液、溶出原液或自配液。

本发明方法的有益效果如下：

（1）本发明方法所得低铁、高铝硅比铝精矿中，氧化铝品位＞42%，氧化铝回收率＞74%，A/S＞12，氧化铁的质量含量＜18%，可作为氧化铝生产原料；与此同时，所得含铝铁矿中，氧化铁的质量含量＞51%，氧化铁回收率＞50%，可用作钢铁生产原料；

（2）本发明方法工艺简单，成本低，无选矿药剂添加，赤泥产生量小，经济环保，分别获得铝精矿和铁精矿，铁、铝资源综合利用率高，适宜于工业化生产，拓宽了氧化铝生产来源渠道，对推动铝工业、钢铁行业的可持续发展有着良好的工业应用前景和重大意义。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

本发明实施例所使用的三水铝石型铝土矿1～4均购于几内亚，三水铝石型铝土矿1的主要成分的质量含量为：氧化铝：41.4%，氧化铁：27.4%，二氧化硅：3.5%，A/S 11.83，含水率为4%；三水铝石型铝土矿2的主要成分的质量含量为：氧化铝：48.8%，氧化铁：19.8%，二氧化硅：0.79%，A/S 61.77，含水率为3%；三水铝石型铝土矿3的主要成分的质量含量为：氧化铝：42.4%，氧化铁：27.2%，二氧化硅：3.76%，A/S 11.28，含水率为5%；三水铝石型铝土矿4的主要成分的质量含量为：氧化铝：46.7%，氧化铁：24.2%，二氧化硅：2.3%，A/S 20.3，含水率为5.5%；本发明实施例所使用的铝酸钠溶液均为氧化铝厂溶出原液，苛碱质量浓度为245g/L，氧化铝质量浓度为202g/L；本发明实施例所使用的原料或化学试剂，如无特殊说明，均通过常规商业途径获得。

实施例1

（1）将1t三水铝石型铝土矿1破碎后，送入球磨机中，钢球充填率为28%（钢球的质量百分比为：大球Ф80mm：20%，中球Ф55mm：60%，小球Ф35mm：20%），进行干法磨矿至粒径≤74μm的质量含量为64.56%，粒径≤10μm的质量含量为17.12%，各矿物获得单体解离度为72%，得矿粉；

（2）将步骤（1）所得矿粉加铝酸钠溶液调浆至矿浆的质量浓度为10%，送入跳汰机，在25℃、冲程15mm、冲次120次/min下，进行湿法重选后，分别得0.745t（干基）铝精矿1和0.255t（干基）含铝铁矿1（主要成分如表1所示）。

步骤（2）所述湿法重选的流程为粗选、扫选和精选，所述扫选、精选所得中矿集中返回。

实施例2

（1）将1t三水铝石型铝土矿2破碎后，送入棒磨机中，钢棒充填率为25%（钢棒的质量百分比为：Ф70mm：60%，Ф60mm：40%），进行干法磨矿至粒度≤74μm的质量含量为72.3%，粒径≤10μm的质量含量为28.35%，各矿物获得单体解离度为88%，得矿粉；

（2）将步骤（1）所得矿粉加水调浆至矿浆的质量浓度为8%，送入摇床，在20℃、冲程10mm、冲次160次/min下，进行湿法重选后，分别得0.802t（干基）铝精矿2和0.198t（干基）含铝铁矿2（主要成分如表1所示）。

步骤（2）所述湿法重选的流程为粗选、扫选和精选，所述扫选、精选所得中矿顺序返回。

实施例3

（1）将1t三水铝石型铝土矿3破碎后，送入棒磨机中，钢棒充填率为27%（钢棒的质量百分比为：Ф70mm：40%，Ф60mm：50%，Ф50mm：10%）下，进行干法磨矿至粒径≤74μm的质量含量为76.0%，粒径≤10μm的质量含量为24.63%，各矿物获得单体解离度为79%，得矿粉；

（2）将步骤（1）所得矿粉，送入旋风分离器，在风压0.15MPa、给料浓度为4.0kg/m³下，进行干法重选后，分别得0.736t（干基）铝精矿3和0.264t（干基）含铝铁矿3（主要成分如表1所示）。

步骤（2）所述干法重选的流程为粗选、扫选和精选，所述扫选、精选所得中矿集中返回至粗选。

实施例4

（1）将1t三水铝石型铝土矿4破碎后，加铝酸钠溶液制浆，至矿浆质量浓度为55%，送入棒磨机中，钢棒充填率为30%（钢棒的质量百分比为：Ф80mm：30%，Ф70mm：50%，Ф60mm：20%），进行湿法磨矿至粒径≤74μm的质量含量为68.2%，粒径≤10μm的质量含量为20.78%，各矿物获得单体解离度为85%，得矿浆；

（2）将步骤（1）所得矿浆加铝酸钠溶液调浆至矿浆的质量浓度为8%，送入螺旋溜槽，在25℃下，进行湿法重选后，分别得0.745t（干基）铝精矿4和0.255t（干基）含铝铁矿4（主要成分如表1所示）。

表1 三水铝石型铝土矿1～4、铝精矿1～4和含铝铁矿1～4指标表

注：表中“-”表示未检测。

由表1可知，本发明方法经控制性磨矿获得入选原料，再重选，在未添加任何选矿药剂的前提下，可获得氧化铝品位＞42%，氧化铝回收率＞74%，A/S＞12，氧化铁的质量含量＜18%的铝精矿，以及氧化铁品位＞51%，氧化铁回收率＞50%的含铝铁矿的良好指标，使铝和铁分别得到回收，提高了三水铝石矿铝、铁资源的综合利用率。

Claims

1.一种三水铝石型铝土矿重选分离的方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述三水铝石型铝土矿重选分离的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述三水铝石型铝土矿中主要组分的质量百分数为：氧化铝＞30%，氧化铁＞18%，二氧化硅＜10%，所述组分的质量百分数的总和＜100%；所述干法磨矿时，三水铝石型铝土矿的含水率＜6%。

3.根据权利要求1或2所述三水铝石型铝土矿重选分离的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述干法或湿法磨矿的研磨介质的充填率＜40%；所述干法或湿法磨矿至粒径≤74μm的质量含量为30～100%，粒径≤10μm的质量含量＜30%，各矿物获得单体解离度＞70%。

4.根据权利要求3所述三水铝石型铝土矿重选分离的方法，其特征在于：所述研磨介质为钢球、钢棒或钢锻中的一种或几种；当使用钢球为研磨介质时，钢球的质量百分比为：大球5～30%，中球20～70%，小球5～60%，总和为100%，其中，大球直径≥70mm，中球直径为50～60mm，小球直径≤40mm；当使用钢棒为研磨介质时，钢棒的质量百分比为：直径≥70mm的30～80%，直径为55～65mm的20～70%，直径≤50mm的0～50%，总和为100%。

5.根据权利要求1～4之一所述三水铝石型铝土矿重选分离的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述湿法磨矿是通过加水或铝酸钠溶液制浆，至矿浆质量浓度为40～80%；用铝酸钠溶液制浆时，所述铝酸钠溶液为苛碱质量浓度＜500g/L，氧化铝质量浓度＜500g/L的非饱和溶液；所述磨矿的设备为雷蒙磨、球磨、半自磨或棒磨中的一种或几种。

6.根据权利要求1～5之一所述三水铝石型铝土矿重选分离的方法，其特征在于：步骤（2）中，所述干法重选所用的设备为跳汰机、选粉机或旋风分离器中的一种或几种；当使用旋风分离器时，风压为0.01～0.30MPa，给料浓度为0.1～8.0kg/m³。

7.根据权利要求1～6之一所述三水铝石型铝土矿重选分离的方法，其特征在于：步骤（2）中，所述湿法重选的温度为5～100℃；所述湿法重选所用的设备为摇床、跳汰机、螺旋溜槽、毛毯机、分斗泥或离心分选机中的一种或几种；当使用跳汰机或摇床时，冲程为6～20mm，冲次为40～200次/min。

8.根据权利要求1～7之一所述三水铝石型铝土矿重选分离的方法，其特征在于：步骤（2）中，当采用湿法重选时，具体操作为：在步骤（1）所得矿粉或矿浆中，加水或铝酸钠溶液调浆，进行湿法重选后，分别得铝精矿和含铝铁矿；所述加水或铝酸钠溶液调浆至矿浆的质量浓度为5～40%；用铝酸钠溶液调浆时，所述铝酸钠溶液为苛碱质量浓度＜500g/L，氧化铝质量浓度＜500g/L的非饱和溶液。