CN113578531A - 一种高硫铝土矿正浮选同步脱硫脱硅方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种高硫铝土矿正浮选同步脱硫脱硅方法，所述方法包括以下步骤：1)原矿经磨矿作业，得到细粒矿物，磨矿作业过程中加入碳酸钠；2)将步骤1)的细粒矿物进行粗浮选，浮选时调整矿浆pH为碱性，然后添加含硅矿物抑制剂、含硫矿物抑制剂和捕收剂进行脱硫脱硅粗选，上浮的泡沫产品为铝土矿粗精矿，槽内产品为尾矿；3)将步骤2)的铝土矿粗精矿进行精浮选，浮选时调整矿浆pH为碱性，然后加入石灰和含硫矿物抑制剂进行精选，泡沫产品为铝土矿精矿。本发明能够同步脱除硫和硅，得到符合拜耳法生产的铝土矿精矿产品。
Description
技术领域
本发明属于高硫铝土矿资源的综合回收利用领域，特别是指一种高硫铝土矿正浮选同步脱硫脱硅方法。
背景技术
我国铝土矿资源高度集中，主要分布于晋、豫、贵、桂四个省份，其中山西占全国的41.6％、贵州17.1％、河南16.7％、广西15.5％，四省占全国总储量的90.9％；同时山东、重庆、福建、云南等地亦有一定量的铝土矿资源。高硫铝土矿是指含硫量大于0.7％的铝土矿，我国一水硬铝石型高硫铝土矿总储量约为5.6亿吨，占我国铝土矿储量11％左右。该类铝土矿大部分以中高品位为主，而其中高品位一水硬铝石型高硫铝土矿占我国高硫铝土矿总储量的55％以上。随着我国城镇化和工业化的持续迅猛发展，氧化铝工业高速发展，而高品位铝土矿矿石日益枯竭，矿石的供求矛盾日益严重，高硫铝土矿将会在工业上占据越来越重要的地位。同时近年来我国发现了大量的煤下含硫铝土矿，高硫铝土矿占我国铝土矿总储量的比例越来越大。高硫铝土矿主要分布于河南、贵州、重庆、山东等省份。
铝土矿中硫杂质太多对拜耳法工艺带来很大的影响，拜耳法生产氧化铝的重要环节是铝土矿溶出过程，铝土矿中的硫在溶出过程中以S2-，S2O3 2-，SO3 2-，SO4 2-等形态存在，在溶出液中主要是S2-，S2O3 2-，蒸发液中主要是SO4 2-，这些离子的存在会在溶出过程中造成铝酸钠溶液的铁污染，从而对溶出工艺造成很大影响。而且溶液中S2-含量提高后会使钢材受到腐蚀，因此钢制设备不仅会降低使用寿命，而且还会增加溶液中Fe含量，氧化铝的溶出率下降。因此，对国内氧化铝生产工业来讲，为排除硫在生产氧化铝过程中影响，寻求成本低、操作方便、效率高，同时又能适合氧化铝生产工艺需要的脱硫方法，成为我国氧化铝生产中的重要研究方向。
当前的主要的铝土矿脱硫工艺主要包括以下几种：浮选法脱硫；生产氧化铝湿法脱硫；焙烧预处理脱硫；添加还原剂烧结法脱硫等。其中浮选法脱硫应用最为广泛。而针对高硅高硫铝土矿既需要脱硫也需要脱硅，现有流程多为分步脱硫脱硅工艺，先采用反浮选脱硫，然后采用正浮选或反浮选脱硅，该方法硫脱除比较彻底，但是存在以下问题：一方面生产工艺流程比较长，容易造成铝土矿损失，影响精矿的因素更加复杂；另一方面药剂消耗大、水耗、电耗等生产成本较高。也有采用反浮选同步脱硫脱硅的研究，但反浮选存在浮选速度较慢，对微细粒效果差，选择性差等难题，而且对矿浆环境和药剂用量的要求较高，无法确保铝精矿的品质。
发明内容
本发明提出一种高硫铝土矿正浮选同步脱硫脱硅方法，能够同步脱除硫和硅，得到符合拜耳法生产的铝土矿精矿产品。
本发明的技术方案是这样实现的：一种高硫铝土矿正浮选同步脱硫脱硅方法，包括以下步骤：
1)原矿经磨矿作业，得到细粒矿物，磨矿作业过程中加入碳酸钠；
2)将步骤1)的细粒矿物进行粗浮选，浮选时调整矿浆pH为碱性，然后添加含硅矿物抑制剂、含硫矿物抑制剂和捕收剂进行脱硫脱硅粗选，上浮的泡沫产品为铝土矿粗精矿，槽内产品为尾矿；
3)将步骤2)的铝土矿粗精矿进行精浮选，浮选时调整矿浆pH为碱性，然后加入石灰和含硫矿物抑制剂进行精选，泡沫产品为铝土矿精矿。
进一步地，步骤1)中，碳酸钠用量为1000～5000g/t。
进一步地，步骤1)中，磨矿细度为-0.074mm占比为50％～90％。
进一步地，步骤2)和3)中，采用氢氧化钠调整矿浆pH为10～12。
进一步地，步骤2)中，含硅矿物抑制剂的用量为40～80g/t，含硫矿物抑制剂的用量为500～1000g/t，捕收剂的用量为800～1200g/t。
进一步地，步骤2)中，含硅矿物抑制剂为六偏磷酸钠、氨基三甲叉膦酸钾或氨基三甲叉膦酸钠。
进一步地，步骤2)中，含硫矿物抑制剂为巯基乙酸钠、亚硫酸钠、石灰中的一种或者多种复合。
进一步地，步骤2)中，捕收剂为油酸钠或油酸。
进一步地，步骤3)中，石灰的用量为200～600g/t。
进一步地，步骤3)中的含硫矿物抑制剂与步骤2)中的相同，且用量为步骤2)中的1/2。
本发明的有益效果：
本发明高硫铝土矿正浮选同步脱硫脱硅方法，能够同步脱除硫和硅，得到符合拜耳法生产的铝土矿精矿产品，而且该流程工艺简单、流程短、成本低、工业上易实现，具有较好的应用前景。
本发明在步骤(1)中添加碳酸钠不但能调整pH，碳酸钠还具有分散作用；步骤(2)中调整pH为碱性，一是捕收剂(油酸或油酸钠)在碱性条件下浮选一水硬铝石效果较好，二是碱性条件下含硫矿物(这里主要是黄铁矿)表面会形成亲水物质，从而使含硫矿物受到抑制，石灰是黄铁矿的主要抑制剂，碱性条件+含硫矿物抑制剂是为了加强含硫矿物的抑制。
现有技术中采用反浮选-正浮选分别脱硫脱硅：反浮选阶段添加含硫矿物捕收剂，先使含硫矿物浮选上来，含硫矿物在精矿产品中，然后再向尾矿中添加一水硬铝石捕收剂和含硅矿物抑制剂浮出一水硬铝石，是分步流程；但是本发明采用一步流程，通过调浆和添加含硫矿物抑制剂和含硅矿物抑制剂，把含硫矿物和含硅矿物同时抑制，然后添加一水硬铝石捕收剂，把一水硬铝石浮出，实现硫和硅的同步脱除。
本发明采用石灰，石灰对含硫矿物抑制效果较好，但是也会抑制一水硬铝石，因此为了保证一水硬铝石的回收率，粗选阶段添加NaOH和含硫矿物抑制剂，精选阶段添加石灰和含硫矿物抑制剂，在脱除硫的同时又能尽可能提高一水硬铝石回收率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的高硫铝土矿正浮选同步脱硫脱硅方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种高硫铝土矿正浮选同步脱硫脱硅方法，包括以下步骤：
1)原矿经磨矿作业，得到细粒矿物，磨矿细度为-0.074mm占比为50％～90％，磨矿作业过程中加入碳酸钠，碳酸钠用量为1000～5000g/t；
2)将步骤1)的细粒矿物进行粗浮选，浮选时采用氢氧化钠调整矿浆pH为10～12，然后添加含硅矿物抑制剂、含硫矿物抑制剂和捕收剂进行脱硫脱硅粗选，上浮的泡沫产品为铝土矿粗精矿，槽内产品为尾矿；
3)将步骤2)的铝土矿粗精矿进行精浮选，浮选时采用氢氧化钠调整矿浆pH为10～12，然后加入石灰和含硫矿物抑制剂进行精选，泡沫产品为铝土矿精矿。
粗浮选的矿浆浓度(固体重量)为20～40％，精浮选的矿浆浓度为10～20％。
步骤2)中，含硅矿物抑制剂的用量为40～80g/t，含硫矿物抑制剂的用量为500～1000g/t，捕收剂的用量为800～1200g/t；含硅矿物抑制剂为六偏磷酸钠、氨基三甲叉膦酸钾或氨基三甲叉膦酸钠；含硫矿物抑制剂为巯基乙酸钠、亚硫酸钠、石灰中的一种或者多种复合；捕收剂为油酸钠或油酸。
步骤3)中，石灰的用量为200～600g/t；步骤3)中的含硫矿物抑制剂与步骤2)中的相同，且用量为步骤2)中的1/2。
实施例1
本实施例的高硫铝土矿，其化学组成如表1所示，矿物组成如表2所示：
表1：实施例1的高硫铝土矿的主要化学成分
| 组分 | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | SiO<sub>2</sub> | S | Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | TiO<sub>2</sub> | K<sub>2</sub>O | Na<sub>2</sub>O |
| 含量(％) | 61.30 | 14.95 | 0.84 | 2.69 | 3.04 | 2.25 | 0.07 |
表2：实施例1的高硫铝土矿的主要矿物组成
| 矿物 | 一水硬铝石 | 伊利石 | 高岭石 | 菱铁矿 | 锐钛矿 | 白云石 | 黄铁矿 |
| 含量(％) | 55-60 | 20-25 | 10-15 | 3-5 | 3 | 1 | 1 |
一种高硫铝土矿正浮选同步脱硫脱硅方法如下：
原矿采用磨机进行碎磨，向磨机中添加3000g/t的碳酸钠，将高硫铝土矿磨成细粉，其中，小于0.074mm的高硫铝土矿颗粒的含量为87％。
添加适量氢氧化钠调整矿浆pH为11左右，然后添加六偏磷酸钠50g/t，巯基乙酸钠800g/t，捕收剂油酸钠1200g/t，进行粗选，粗选的矿浆浓度为32％，精选阶段添加氢氧化钠调整pH为11，添加石灰200g/t，巯基乙酸钠400g/t，精选的矿浆浓度为18％，通过一次粗选一次精选的浮选流程，得到Al2O3品位为68.05％，Al2O3回收率为82.01％，铝硅比为8.05，S含量为0.35％的铝土矿精矿产品。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：原矿采用磨机进行碎磨，向磨机中添加5000g/t的碳酸钠，将高硫铝土矿磨成细粉，其中，小于0.074mm的高硫铝土矿颗粒的含量为90％。
添加适量氢氧化钠调整矿浆pH为12左右，然后添加氨基三甲叉膦酸钾40g/t，亚硫酸钠500g/t，捕收剂油酸1000g/t，进行粗选，粗选的矿浆浓度30％，精选阶段添加氢氧化钠调整pH为12，添加石灰600g/t，亚硫酸钠250g/t，精选的矿浆浓度15％。
通过一次粗选一次精选的浮选流程，得到Al2O3品位为71.52％，Al2O3回收率为80.15％，铝硅比为8.37，S含量为0.29％的铝土矿精矿产品。
实施例3
本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：原矿采用磨机进行碎磨，向磨机中添加1000g/t的碳酸钠，将高硫铝土矿磨成细粉，其中，小于0.074mm的高硫铝土矿颗粒的含量为50％。
添加适量氢氧化钠调整矿浆pH为10左右，然后添加氨基三甲叉膦酸钠80g/t，亚硫酸钠1000g/t，捕收剂油酸800g/t，进行粗选，粗选的矿浆浓度35％，精选阶段添加氢氧化钠调整pH为10，添加石灰400g/t，亚硫酸钠500g/t，精选的矿浆浓度20％。
通过一次粗选一次精选的浮选流程，得到Al2O3品位为66.34％，Al2O3回收率为78.21％，铝硅比为7.96，S含量为0.33％的铝土矿精矿产品。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高硫铝土矿正浮选同步脱硫脱硅方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)原矿经磨矿作业，得到细粒矿物，磨矿作业过程中加入碳酸钠；
2)将步骤1)的细粒矿物进行粗浮选，浮选时调整矿浆pH为碱性，然后添加含硅矿物抑制剂、含硫矿物抑制剂和捕收剂进行脱硫脱硅粗选，上浮的泡沫产品为铝土矿粗精矿，槽内产品为尾矿；
3)将步骤2)的铝土矿粗精矿进行精浮选，浮选时调整矿浆pH为碱性，然后加入石灰和含硫矿物抑制剂进行精选，泡沫产品为铝土矿精矿。
2.根据权利要求1所述的一种高硫铝土矿正浮选同步脱硫脱硅方法，其特征在于，步骤1)中，碳酸钠用量为1000～5000g/t。
3.根据权利要求1所述的一种高硫铝土矿正浮选同步脱硫脱硅方法，其特征在于，步骤1)中，磨矿细度为-0.074mm占比为50％～90％。
4.根据权利要求1所述的一种高硫铝土矿正浮选同步脱硫脱硅方法，其特征在于，步骤2)和3)中，采用氢氧化钠调整矿浆pH为10～12。
5.根据权利要求1所述的一种高硫铝土矿正浮选同步脱硫脱硅方法，其特征在于，步骤2)中，含硅矿物抑制剂的用量为40～80g/t，含硫矿物抑制剂的用量为500～1000g/t，捕收剂的用量为800～1200g/t。
6.根据权利要求1或5所述的一种高硫铝土矿正浮选同步脱硫脱硅方法，其特征在于，步骤2)中，含硅矿物抑制剂为六偏磷酸钠、氨基三甲叉膦酸钾或氨基三甲叉膦酸钠。
7.根据权利要求1或5所述的一种高硫铝土矿正浮选同步脱硫脱硅方法，其特征在于，步骤2)中，含硫矿物抑制剂为巯基乙酸钠、亚硫酸钠、石灰中的一种或者多种复合。
8.根据权利要求1或5所述的一种高硫铝土矿正浮选同步脱硫脱硅方法，其特征在于，步骤2)中，捕收剂为油酸钠或油酸。
9.根据权利要求1所述的一种高硫铝土矿正浮选同步脱硫脱硅方法，其特征在于，步骤3)中，石灰的用量为200～600g/t。
10.根据权利要求1或5所述的一种高硫铝土矿正浮选同步脱硫脱硅方法，其特征在于，步骤3)中的含硫矿物抑制剂与步骤2)中的相同，且用量为步骤2)中的1/2。
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