CN112934477A - 一种铝土矿处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于矿物浮选技术领域，特别是涉及一种铝土矿的处理方法。本发明提供的铝土矿处理方法包括对铝土矿进行预处理步骤，所述预处理步骤是采用预处理试剂对所述铝土矿进行处理，包括步骤：将铝土矿原矿与所述预处理试剂混合进行球磨；和/或，将铝土矿原矿球磨后的料浆中加入所述预处理试剂，搅拌混合作用；其中，所述预处理试剂是有机酸和氨基酸的混合物。本发明从矿物界面调控出发，采用预处理试剂对铝土矿先进行预处理，可以强化之后捕收剂与目的矿物的选择性，可有效提高捕收剂的作用效率，降低捕收剂用量，提高有用矿物的回收率，解决复杂矿物组分所带来的浮选难题。

Description

一种铝土矿处理方法
技术领域
本发明涉及矿物浮选技术领域，特别是涉及一种铝土矿的处理方法。
背景技术
浮选脱硅是一水硬铝石型铝土矿高效利用的有效途径之一，是我国中低品位铝土矿资源高效利用的一条行之有效的方法。随着铝土矿资源的大量消耗，目前入选的铝土矿品位急剧降低，造成浮选分离难度的增大。
为了解决上述挑战，近年来对于铝土矿浮选进行了大量的研究。目前主要是通过添加新型的捕收剂来提高药剂对不同矿物的选择性，从而来提高铝土矿浮选分离的效果。然而新的捕收剂往往成本高，同时随着矿石品位的降低，矿石组分更加复杂，对捕收剂提出了更高的要求。
因此，有必要针对铝土矿的特点进行研究，以提出一种新的铝土矿处理方法，以改善铝土矿浮选分离的效果。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种铝土矿处理方法，先对铝土矿预处理，即界面强化，之后再进行浮选，以强化捕收剂在一水硬铝石表面的吸附，降低捕收剂在硅酸盐矿物颗粒表面吸附，提高浮选选择性，增加一水硬铝石矿物的浮选回收率。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种铝土矿处理方法，包括对铝土矿进行预处理步骤，所述预处理步骤是采用预处理试剂对所述铝土矿进行处理，包括步骤：
将铝土矿原矿与所述预处理试剂混合进行球磨；和/或，
将铝土矿原矿球磨后的料浆中加入所述预处理试剂，搅拌混合作用；
其中，所述预处理试剂是有机酸和氨基酸的混合物。
作为本发明一种优选的实施方案，所述预处理试剂中的有机酸为苯磺酸、草酸、柠檬酸和L-抗坏血酸中的任意一种或几种的混合；所述氨基酸为谷氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸和半胱氨酸中的任意一种或几种的混合。
优选地，所述预处理试剂中有机酸和氨基酸混合的摩尔比为有机酸:氨基酸＝10:(1～3)，优选为有机酸:氨基酸＝10:1。
作为一种优选的实施方案，所述预处理试剂为草酸和赖氨酸的混合物、草酸和苯丙氨酸的混合物、柠檬酸和谷氨酸的混合物或者L-抗坏血酸和谷氨酸的混合物，进一步优选为草酸和赖氨酸的混合物或者草酸和苯丙氨酸的混合物，更优选为草酸和苯丙氨酸的混合物。
作为一种优选的实施方案，所述预处理试剂与铝土矿原矿混合球磨时，预处理试剂的用量为每吨铝土矿原矿添加200～5000g。
作为一种优选的实施方案，向铝土矿原矿球磨后的料浆中加入预处理试剂时，预处理试剂的用量为每吨矿物添加200～3000g。
作为一种优选的实施方案，向铝土矿原矿球磨后的料浆中加入预处理试剂后，搅拌作用0.5～24h，优选0.5～8h。
作为一种优选的实施方案，铝土矿原矿与预处理试剂混合球磨得到的料浆再搅拌作用0.5～24h，优选0.5～8h。
作为一种优选的实施方案，本发明所述的铝土矿处理方法还包括步骤：
采用固液分离将预处理试剂从铝土矿原矿球磨后的料浆中去除，得到的固体为预处理后的铝土矿矿物，经洗涤后进入浮选操作；
所得滤液和洗液返回作为预处理试剂循环使用。
作为一种优选的实施方案，所述浮选操作是将所述预处理后的铝土矿矿物加水调配成固含量为10～30％的浮选料浆，然后加入碳酸钠和/或氢氧化钠，调节pH值为8.5～9.5，之后加入捕收剂油酸钠进行浮选，得到铝土矿精矿和尾矿。
作为一种优选的实施方案，所述捕收剂油酸钠的添加量为600～1200g/t原矿。
作为一种优选的实施方案，本发明所述的铝土矿为一水硬铝石型铝土矿。
本发明提供的铝土矿处理方法，所述预处理步骤可以是在铝土矿原矿磨矿过程中加入预处理试剂，进行混合磨矿，之后所得矿浆再进行搅拌作用；也可以是在铝土矿原矿磨矿后，向磨矿所得料浆中加入预处理试剂，搅拌混合作用；也可以是在铝土矿原矿磨矿过程中加入预处理试剂，进行混合磨矿，在铝土矿原矿磨矿后所得料浆中再加入预处理试剂，搅拌混合作用。搅拌作用时间为0.5～24h，优选0.5～8h。
搅拌作用结束后，采用固液分离的方法对料浆进行分离，得到固体为预处理后的铝土矿矿物，经洗涤后再进行浮选操作；过滤所得滤液和洗涤的洗液返回作为预处理试剂循环使用。
本发明提供的铝土矿处理方法，铝土矿先经预处理，即界面强化，之后再进行浮选，利用有机酸作为界面调控试剂对铝土矿进行预处理，调节一水硬铝石和硅酸盐矿物表面电位，防止细颗粒团聚，强化捕收剂在一水硬铝石表面的吸附，降低捕收剂在硅酸盐矿物颗粒表面吸附，提高了浮选选择性，增加了一水硬铝石矿物的浮选回收率。
以预处理试剂为草酸和苯丙氨酸的混合物为例，第一，有机酸草酸可通过质子化反应，活化一水硬铝石表面Al-O基团，使一水硬铝石表面的Al位点活性增强，更容易与捕收剂发生吸附反应；第二，草酸对高岭石表面的Al、Si原子具有溶解作用，并且在低浓度草酸条件下，高岭石表面Al的溶解量是Si溶解量的2倍，使高岭石表面A/S降低，Al位点数量较少，降低捕收剂与硅矿物的结合；第三，氨基酸苯丙氨酸在一水硬铝石表面吸附，能对捕收剂在一水硬铝石表面的吸附起到协同促进效果。
本发明的有益效果为：
(1)在铝土矿原矿磨矿前或磨矿后添加有机酸和氨基酸进行界面调控，可以调节一水硬铝石颗粒和硅酸盐矿物颗粒的表面电位。一水硬铝石颗粒表面电位向负电位方向移动，使颗粒间静电排斥力增强，强化一水硬铝石颗粒间的分散。高岭石等硅酸盐矿物颗粒经过界面调控后，表面电位也向负电位方向移动，微细粒硅酸盐矿物颗粒间静电斥力增大，防止硅酸盐矿物颗粒间的絮凝团聚。
(2)在磨矿前或磨矿后添加有机酸和氨基酸进行界面调控，一水硬铝石颗粒表面形成活性的不饱和铝，促进一水硬铝石表面铝与捕收剂发生结合。
(3)在磨矿前或磨矿后添加有机酸和氨基酸进行界面调控，硅酸盐矿物颗粒表面铝离子的溶出量是硅离子溶出量的2倍，导致硅酸盐矿物表面铝硅比降低，硅的比例升高，硅酸盐矿物颗粒与捕收剂的吸附降低。
本发明从矿物界面调控出发，采用预处理试剂对铝土矿先进行预处理，可以强化之后捕收剂与目的矿物的选择性，可有效提高捕收剂的作用效率，降低捕收剂用量，提高有用矿物的回收率，解决复杂矿物组分所带来的浮选难题。
本发明的预处理方法即界面调控强化浮选的方法具有较强的灵活性和普适性，不仅适用于铝土矿，对其他矿物也有明显效果。
附图说明
图1是本发明提供的一种铝土矿处理方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
以下实施例中的百分数均为质量百分数。
以下实施例采用的铝土矿原矿相同，其化学成分分析见表1。
表1
成分 Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> SiO<sub>2</sub> Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> TiO<sub>2</sub> K<sub>2</sub>O Na<sub>2</sub>O CaO MgO 灼减
Wt％ 54.50 17.06 9.23 2.69 0.30 0.007 0.41 0.11 15.69
实施例1
本实施例是直接浮选处理铝土矿原矿，将铝土矿原矿加入球磨机中，磨至粒度-200目占85％，然后转移至搅拌槽中，调配矿浆浓度(即固含量)为30％，然后再转移至1.5L浮选槽中进行浮选脱硅，用碳酸钠调节矿浆pH为9.0并添加捕收剂后即进行浮选，浮选捕收剂为油酸钠，用量为1200g/t原矿，按照常规的浮选操作，浮选得到的精矿中氧化铝回收率为75.39％，氧化硅回收率为50.43％，精矿铝硅比为8.02。
以下实施例2-25在铝土矿浮选前先进行预处理，处理的方法具体为：
将铝土矿原矿与预处理试剂混合进行球磨，预处理试剂的用量为每吨原矿添加1000g；
将铝土矿原矿与预处理试剂混合加入球磨机中，磨至粒度-200目占85％，然后转移至搅拌槽中，调配矿浆浓度为30％，于20℃条件下搅拌作用0.5h，然后过滤，所得固体洗涤得到预处理后的铝土矿矿物。
将预处理后的铝土矿矿物配制成30％浓度的浮选料浆，转移至1.5L浮选槽中进行浮选脱硅，调节矿浆pH为9.0并添加捕收剂后即进行浮选，捕收剂油酸钠用量为900g/t原矿，浮选操作与实施例1相同。
采用不同的预处理试剂进行了试验，具体的预处理试剂见表2所示。
表2
Figure BDA0002946394510000051
Figure BDA0002946394510000061
采用表2所示的预处理试剂对铝土矿进行预处理，之后进行浮选，各实施例最终所得浮选精矿的结果如下表3所示。
表3
Figure BDA0002946394510000062
Figure BDA0002946394510000071
从表3所示浮选结果可知，实施例1的铝土矿不经预处理直接浮选，所得浮选精矿中Al2O3和SiO2的浮选回收率分别为的75.39％和50.43％。相比实施例1，有机酸和氨基酸联合处理的浮选结果中，草酸和苯丙氨酸(O2A3，混合摩尔比10:1)的联合预处理达到了最佳的浮选指数，实施例23所得浮选精矿中Al2O3和SiO2的回收率分别为94.94％和48.16％，A/S比提高到9.71。
实施例26
本实施例在磨矿前和磨矿后都添加了预处理试剂，本实施例采用图1所示的工艺过程对铝土矿进行处理，采用的预处理试剂由草酸和苯丙氨酸以摩尔比10:1混合而成，处理的方法具体为：
将铝土矿原矿与预处理试剂混合加入球磨机中，预处理试剂的用量为每吨原矿添加800g，磨至粒度-200目占85％；
将球磨机出来的矿物转移至搅拌槽中，调配矿浆浓度为30％，然后向料浆中加入预处理试剂，预处理试剂的用量以矿浆中所含矿物计，每吨矿物添加200g，之后于30℃条件下搅拌作用2h；
之后过滤，所得固体洗涤得到预处理后的铝土矿矿物，所得滤液和洗液返回用作预处理试剂；
将预处理后的铝土矿矿物配制成30％浓度的浮选料浆，转移至1.5L浮选槽中进行浮选脱硅，调节矿浆pH为9.0并添加捕收剂即进行浮选，捕收剂油酸钠用量为900g/t原矿，浮选操作与实施例1相同，浮选得到浮选精矿和尾矿。
得到的浮选精矿中氧化铝回收率为95.02％，氧化硅回收率为47.92％，精矿铝硅比为9.84。
实施例27
本实施例在磨矿后添加了预处理试剂，本实施例采用的预处理试剂由草酸和苯丙氨酸以摩尔比10:1混合而成，处理的方法具体为：
将铝土矿原矿加入球磨机中，磨至粒度-200目占85％；
将球磨机出来的矿物转移至搅拌槽中，调配矿浆浓度为30％，然后向料浆中加入预处理试剂，预处理试剂的用量以矿浆中所含矿物计，每吨矿物添加1000g，之后于30℃条件下搅拌作用2h；
之后过滤，所得固体洗涤得到预处理后的铝土矿矿物，所得滤液和洗液返回用作预处理试剂；
将预处理后的铝土矿矿物配制成30％浓度的浮选料浆，转移至1.5L浮选槽中进行浮选脱硅，调节矿浆pH为9.0并添加捕收剂即进行浮选，捕收剂油酸钠用量为900g/t原矿，浮选操作与实施例1相同，浮选得到浮选精矿和尾矿。
得到的浮选精矿中氧化铝回收率为94.87％，氧化硅回收率为48.24％，精矿铝硅比为9.54。
以下实施例28～33是在铝土矿浮选前先进行预处理，处理的方法具体为：
将铝土矿原矿与预处理试剂混合进行球磨，采用的预处理试剂由草酸和苯丙氨酸以摩尔比10:1混合而成，采用了不同的预处理剂用量，预处理方法是：
将铝土矿原矿与预处理试剂混合加入球磨机中，磨至粒度-200目占85％，然后转移至搅拌槽中，调配矿浆浓度为30％，于20℃条件下搅拌作用0.5h，然后过滤，所得固体洗涤得到预处理后的铝土矿矿物；
将预处理后的铝土矿矿物配制成30％浓度的浮选料浆，转移至1.5L浮选槽中进行浮选脱硅，调节pH至9.5并添加捕收剂即进行浮选，捕收剂为油酸钠，捕收剂的用量不同。浮选操作同实施例1，进行了比较试验。
其中各实施例预处理试剂的用量和捕收剂的用量具体见表4所示。
表4
Figure BDA0002946394510000091
各实施例最终所得浮选精矿的结果如下表5所示。
表5
Figure BDA0002946394510000101
从表5所示浮选结果可知，实施例28～31的铝土矿经过不同用量草酸和苯丙氨酸(混合摩尔比10:1)的联合预处理后，相应降低捕收剂用量，均可达到理想的浮选指标，说明草酸和苯丙氨酸预处理后，也有助于降低捕收剂用量。实施例32～33中所得浮选精矿中A/S显著提高，氧化铝回收率和氧化硅回收率下降，说明草酸和苯丙氨酸预处理试剂用量进一步提高后，降低捕收剂油酸钠用量，可以使精矿A/S提高，回收率有所降低。针对此低品位铝土矿，预处理剂草酸和苯丙氨酸的用量范围为200～2000g/t原矿，此时可以使捕收剂油酸钠用量降低100～400g/t原矿。预处理剂草酸和苯丙氨酸的更佳用量范围为1000～2000g/t原矿。

Claims (10)

1.一种铝土矿处理方法，其特征在于，包括对铝土矿进行预处理步骤，所述预处理步骤是采用预处理试剂对所述铝土矿进行处理，包括步骤：
将铝土矿原矿与所述预处理试剂混合进行球磨；和/或，
将铝土矿原矿球磨后的料浆中加入所述预处理试剂，搅拌混合作用；
其中，所述预处理试剂是有机酸和氨基酸的混合物。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预处理试剂中的有机酸为苯磺酸、草酸、柠檬酸和L-抗坏血酸中的任意一种或几种的混合；所述氨基酸为谷氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸和半胱氨酸中的任意一种或几种的混合。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述预处理试剂中有机酸和氨基酸混合的摩尔比为有机酸:氨基酸＝10:(1～3)，优选为有机酸:氨基酸＝10:1。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预处理试剂为草酸和赖氨酸的混合物、草酸和苯丙氨酸的混合物、柠檬酸和谷氨酸的混合物或者L-抗坏血酸和谷氨酸的混合物，优选为草酸和赖氨酸的混合物或者草酸和苯丙氨酸的混合物，更优选为草酸和苯丙氨酸的混合物。
5.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，所述预处理试剂与铝土矿原矿混合球磨时，预处理试剂的用量为每吨铝土矿原矿添加200～5000g；和/或，
向铝土矿原矿球磨后的料浆中加入预处理试剂时，预处理试剂的用量为每吨矿物添加200～3000g。
6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，向铝土矿原矿球磨后的料浆中加入预处理试剂后，搅拌作用0.5～24h，优选0.5～8h；和/或，
铝土矿原矿与预处理试剂混合球磨得到的料浆再搅拌作用0.5～24h，优选0.5～8h。
7.根据权利要求1～6任一项所述的方法，其特征在于，所述铝土矿处理方法还包括步骤：
采用固液分离将预处理试剂从铝土矿原矿球磨后的料浆中去除，得到的固体为预处理后的铝土矿矿物，经洗涤后进入浮选操作；
所得滤液和洗液返回作为预处理试剂循环使用。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述浮选操作是将所述预处理后的铝土矿矿物加水调配成固含量为10～30％的浮选料浆，然后加入碳酸钠和/或氢氧化钠，调节pH值为8.5～9.5，之后加入捕收剂油酸钠进行浮选，得到铝土矿精矿和尾矿。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述捕收剂油酸钠的添加量为600～1200g/t原矿。
10.根据权利要求1～9任一项所述的方法，其特征在于，所述铝土矿为一水硬铝石型铝土矿。
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