CN115069400A - 一种三水铝石型铝土矿的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明特别涉及一种三水铝石型铝土矿的处理方法，属于矿物加工技术领域，方法包括：把三水铝石型铝土矿进行破碎分级处理，得到粗粒级物料和细粒级物料；对粗粒级物料进行重选除杂，得到重选精矿和重选尾矿；对细粒级物料进行离心选矿除杂，得到离心精矿和离心尾矿；其中，重选除杂的分选密度为1.7‑3.0g/cm3；离心选矿除杂的分选密度为1.7‑3.2g/cm3；能得到氧化铝含量高，铝硅比较高，杂质含量相对较少的铝精矿，得到二氧化硅含量、铁含量、钛含量高的尾矿，具有选矿流程短、选矿成本低、投资省、选矿效率高的特点，精矿适合于拜耳法生产氧化铝，尾矿应用于建材行业。
Description
技术领域
本发明属于矿物加工技术领域，特别涉及一种三水铝石型铝土矿的处理方法。
背景技术
随着中国氧化铝产能的扩张，国内铝土矿品质急剧下降，导致很多低品质铝土矿不适合拜耳法生产氧化铝，为降低氧化铝生产成本，诸多企业开始使用进口矿生产氧化铝，进口矿为三水铝石型铝土矿，原矿石氧化铝含量低，铝硅比相对较高，生产氧化铝矿耗高，产生的赤泥量大，为了缓解环保压力，进一步提升三水铝石型铝土矿中氧化铝含量，降低硅含量和铁含量，因此针对三水铝石型铝土矿迫切需要开发一种低成本、高效率的除杂方法，有效降低铝精矿中杂质含量，提升铝精矿品质，降低氧化铝生产成本，降低赤泥量，对增强我国氧化铝企业市场竞争力及企业可持续发展意义重大。
国内外针对三水铝石型铝土矿采用的工艺主要采用焙烧、浮选、重选、化学浸出工艺等，所采用的三水铝石型铝土矿除杂与提纯工艺均需要将矿石磨矿至一定的粒度，工艺相对复杂，流程较长，选矿成本相对较高，不能满足目前氧化铝企业对国内矿的经济及技术要求。
发明内容
本申请的目的在于提供三水铝石型铝土矿的处理方法，以解决目前三水铝石型铝土矿除杂与提纯工艺均需要将矿石磨矿至一定的粒度，导致工艺复杂的问题。
本发明实施例提供了一种三水铝石型铝土矿的处理方法，所述方法包括：
把三水铝石型铝土矿进行破碎分级处理，得到粗粒级物料和细粒级物料；
对所述粗粒级物料进行重选除杂，得到重选精矿和重选尾矿；
对所述细粒级物料进行离心选矿除杂，得到离心精矿和离心尾矿；
其中，所述重选除杂的分选密度为1.7-3.0g/cm3；所述离心选矿除杂的分选密度为1.7-3.2g/cm3。
可选的，所述重选除杂的上料压力为0.1-0.5MPa。
可选的，所述粗粒级物料的粒径为n-15mm，所述细粒级物料的粒径为0-n mm，其中，n为所述粗粒级物料和细粒级物料的粒径分界值，n的取值在0.074-3之间。
可选的，所述重选除杂的介质包括水、氯化钙饱和溶液和硅酸钠溶液中的一种；
所述重选除杂的加重质包括磁铁矿和硅铁中的至少一种；
所述磁铁矿和硅铁粒度小于0.038mm。
可选的，所述离心选矿除杂的介质包括水、氯化钙饱和溶液和硅酸钠溶液中的一种；
所述离心选矿除杂的加重质包括硅铁；
所述硅铁粒度小于0.038mm。
可选的，所述重选除杂采用重介质旋流器进行，所述重介质旋流器为两产品重介质旋流器。
可选的，所述离心选矿除杂的设备为水套式离心机。
可选的，所述破碎分级处理的破碎设备包括颚式破碎机和对辊破碎机。
可选的，所述破碎分级处理的分级设备包括分级机、旋流器、直线筛和高频筛。
可选的，所述精矿包括三水铝石；所述尾矿包括石英、高岭石、方解石、赤铁矿和针铁矿。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明实施例提供的三水铝石型铝土矿的处理方法，其先将三水铝石型铝土矿进行破碎分级，粗粒级物料进行重选除杂，细粒级物料进行离心选矿除杂，控制重选除杂的分选密度为1.7-3.0g/cm3；离心选矿除杂的分选密度为1.7-3.2g/cm3，能得到氧化铝含量高，铝硅比较高，杂质含量相对较少的铝精矿，得到二氧化硅含量、铁含量、钛含量高的尾矿，具有选矿流程短、选矿成本低、投资省、选矿效率高的特点，精矿适合于拜耳法生产氧化铝，尾矿应用于建材行业。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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它的附图。
图1是本发明实施例提供的工艺流程图；
图2是本发明实施例提供的方法的流程图。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
对现有三水铝石型铝土矿除杂与提纯工艺存在的选矿效果不佳，选矿成本偏高，工艺流程复杂，选厂设备投资大等问题，采用“破碎-分级+粗粒级重介选矿除杂+细粒级离心选矿除杂”工艺处理三水铝石型铝土矿，能得到氧化铝含量高，铝硅比较高，杂质含量相对较少的铝精矿，得到二氧化硅含量、铁含量、钛含量高的尾矿，具有选矿流程短、选矿成本低、投资省、选矿效率高的特点，精矿适合于拜耳法生产氧化铝，尾矿应用于建材行业。
根据本发明一种典型的实施方式，提供了一种三水铝石型铝土矿的处理方法，所述方法包括：
S1.把三水铝石型铝土矿进行破碎分级处理，得到粗粒级物料和细粒级物料；
三水铝石型铝土矿中有用矿物为三水铝石；脉石矿物为高岭石、石英和方解石、赤铁矿、针铁矿等密度高的矿物。
在一些实施例中，所述粗粒级物料的粒径为n-15mm，所述细粒级物料的粒径为0-nmm，其中，n为所述粗粒级物料和细粒级物料的粒径分界值，n的取值在0.074-3之间。
控制粗粒级物料和细粒级物料的粒径分界值为0.074-3之间，增大入重介质旋流器和离心机粒度直接影响最终的精选选矿指标，主要是因为三水铝石型铝土矿中铝矿物和铁矿物、硅矿物嵌布关系复杂，嵌布粒度较细，在较粗的粒度条件下，矿物解离不充分，分选过程中尾矿氧化铝含量偏高，氧化铁含量偏低；精矿二氧化硅含量偏高，产率偏低，直接影响分选效果。
本实施例中，所述破碎分级处理的破碎设备包括颚式破碎机和对辊破碎机，所述破碎分级处理的分级设备包括分级机、旋流器、直线筛和高频筛。具体而言，破碎设备为颚式破碎机和对辊破碎机联合，破碎工艺为两段一闭路，破碎粒度为15mm以下粒级含量占100％；分级设备为分级机、旋流器、直线筛与高频筛组合使用，分级粒径为3～0.074mm。
S2.对所述粗粒级物料进行重选除杂，所述重选除杂的分选密度为1.7-3.0g/cm3，得到重选精矿和重选尾矿；
控制重选除杂的分选密度为2.0-3.0g/cm3，若降低入重介质旋流器分选密度，影响精矿分选指标，主要是因为在较低分选密度条件下，铝矿物难以与其它矿物分离，导致尾矿产率偏高，尾矿中氧化铝含量偏高，精矿产率偏低。
在一些实施例中，重选除杂的上料压力为0.1-0.5MPa。
控制重选除杂的上料压力为0.1-0.5MPa，若降低入重介质旋流器上料压力，影响精矿和尾矿分选指标，主要是因为上料压力不足，离心力较低，不能较好实现铝矿物与其它矿物的分离。
在一些实施例中，所述重选除杂的介质包括水、氯化钙饱和溶液和硅酸钠溶液中的一种；
所述重选除杂的加重质包括磁铁矿和硅铁中的至少一种；
所述磁铁矿和硅铁粒度小于0.038mm。
具体而言，本实施例中，重选除杂的介质和加重质的质量比例为1:0.9～1:3.55，本领域技术人员可根据实验所需要的密度进行配制。
在一些实施例中，所述重选除杂采用重介质旋流器进行，具体而言，所述重介质旋流器为两产品重介质旋流器。
一般而言，重选精矿主要含三水铝石，适合于低温拜耳法生产氧化铝。重选尾矿主要含石英、高岭石、方解石、赤铁矿、针铁矿等，可应用与建材行业。
S3.对所述细粒级物料进行离心选矿除杂，所述离心选矿除杂的分选密度为1.7-3.2g/cm3，得到离心精矿和离心尾矿
控制离心选矿除杂的分选密度为2.5-3.2g/cm3，若降低入离心机分选密度，影响尾矿分选指标，主要是因为在较低分选密度条件下，铝矿物难以与其它矿物分离，导致尾矿产率偏高，尾矿中氧化铝含量偏高，精矿产率偏低。
具体而言，离心选矿除杂的设备为水套式离心机。
在一些实施例中，离心选矿除杂的介质包括水、氯化钙饱和溶液和硅酸钠溶液中的一种；
所述离心选矿除杂的加重质包括硅铁；
所述硅铁粒度小于0.038mm。
具体而言，本实施例中，离心选矿除杂的介质和加重质的质量比例为1:0.9～1:4.1，本领域技术人员可根据实验所需要的密度进行配制。
一般而言，离心精矿主要含三水铝石，适合于低温拜耳法生产氧化铝。离心尾矿主要含石英、高岭石、方解石、赤铁矿、针铁矿等，可应用与建材行业。
下面将结合实施例、对照例及实验数据对本申请的铝土矿的处理方法进行详细说明。
实施例1
一种三水铝石型铝土矿。其中，原矿Al2O3含量为42.85％，SiO2含量为3.62％，Fe2O3含量为34.51％，TiO2含量为2.86％，根据图1所示一种三水铝石型铝土矿的处理方法处理流程图进行除杂试验。
具体步骤为：将原矿经破碎-分级工艺处理，得到粒度小于15mm的破碎产品，将破碎产品以3mm粒级进行分级，-15mm～+3mm粒级在水与磁铁矿配置重液密度为1.85g/cm3的条件下采用重介质旋流器进行分选，重介旋流器上料压力为0.15MPa，得到重选精矿1和重选尾矿1；将-3mm粒级在水与硅铁粉配置重液密度为2.40g/cm3的条件下采用离心机进行分选，得到离心精矿2和离心尾矿2；重选精矿1和离心精矿2合并为精矿，重选尾矿1和离心尾矿2合并为尾矿。
实施例2
一种三水铝石型铝土矿。其中，原矿Al2O3含量为45.32％，SiO2含量为6.76％，Fe2O3含量为28.73％，TiO2含量为3.41％，根据图1所示一种三水铝石型铝土矿的处理方法处理流程图进行除杂试验。
具体步骤为：将原矿经破碎-分级工艺处理，得到粒度小于15mm的破碎产品，将破碎产品以1mm粒级进行分级，-15mm～+1mm粒级在硅酸钠溶液与硅铁配置重液密度为2.0g/cm3的条件下采用重介质旋流器进行分选，重介旋流器上料压力为0.10MPa，得到重选精矿1和重选尾矿1；将-1mm粒级在硅酸钠溶液与硅铁粉配置重液密度为2.50g/cm3的条件下采用离心机进行分选，得到离心精矿2和离心尾矿2；重选精矿1和离心精矿2合并为精矿，重选尾矿1和离心尾矿2合并为尾矿。
实施例3
一种三水铝石型铝土矿。其中，原矿Al2O3含量为43.28％，SiO2含量为1.53％，Fe2O3含量为36.85％，TiO2含量为3.87％，根据图1所示一种三水铝石型铝土矿的处理方法处理流程图进行除杂试验。
具体步骤为：将原矿经破碎-分级工艺处理，得到粒度小于15mm的破碎产品，将破碎产品以0.074mm粒级进行分级，-15mm～+0.074mm粒级在氯化钙饱和溶液与硅铁配置重液密度为2.95g/cm3的条件下采用重介质旋流器进行分选，重介旋流器上料压力为0.20MPa，得到重选精矿1和重选尾矿1；将-0.074mm粒级在氯化钙饱和溶液与硅铁粉配置重液密度为3.1g/cm3的条件下采用离心机进行分选，得到离心精矿2和离心尾矿2；重选精矿1和离心精矿2合并为精矿，重选尾矿1和离心尾矿2合并为尾矿。
对比例1
对比例1使用实施例1中一种三水铝石型铝土矿。其中，原矿Al2O3含量为42.85％，SiO2含量为3.62％，Fe2O3含量为34.51％，TiO2含量为2.86％，根据图1所示一种三水铝石型铝土矿的处理方法处理流程图进行除杂试验。
具体步骤为：将原矿经破碎-分级工艺处理，得到粒度小于15mm的破碎产品，将破碎产品以5mm粒级进行分级，-15mm～+5mm粒级在水与磁铁矿配置重液密度为1.85g/cm3的条件下采用重介质旋流器进行分选，重介旋流器上料压力为0.15MPa，得到重选精矿1和重选尾矿1；将-5mm粒级在水与硅铁粉配置重液密度为2.40g/cm3的条件下采用离心机进行分选，得到离心精矿2和离心尾矿2；重选精矿1和离心精矿2合并为精矿，重选尾矿1和离心尾矿2合并为尾矿。
对比例2
对比例2使用实施例1中一种三水铝石型铝土矿。其中，原矿Al2O3含量为42.85％，SiO2含量为3.62％，Fe2O3含量为34.51％，TiO2含量为2.86％，根据图1所示一种三水铝石型铝土矿的处理方法处理流程图进行除杂试验。
具体步骤为：将原矿经破碎-分级工艺处理，得到粒度小于15mm的破碎产品，将破碎产品以3mm粒级进行分级，-15mm～+3mm粒级在水与磁铁矿配置重液密度为1.25g/cm3的条件下采用重介质旋流器进行分选，重介旋流器上料压力为0.15MPa，得到重选精矿1和重选尾矿1；将-3mm粒级在水与硅铁粉配置重液密度为1.60g/cm3的条件下采用离心机进行分选，得到离心精矿2和离心尾矿2；重选精矿1和离心精矿2合并为精矿，重选尾矿1和离心尾矿2合并为尾矿。
对比例3
对比例3使用实施例1中一种三水铝石型铝土矿。其中，原矿Al2O3含量为42.85％，SiO2含量为3.62％，Fe2O3含量为34.51％，TiO2含量为2.86％，根据图1所示一种三水铝石型铝土矿的处理方法处理流程图进行除杂试验。
具体步骤为：将原矿经破碎-分级工艺处理，得到粒度小于15mm的破碎产品，将破碎产品以3mm粒级进行分级，-15mm～+3mm粒级在水与磁铁矿配置重液密度为1.85g/cm3的条件下采用重介质旋流器进行分选，重介旋流器上料压力为0.05MPa，得到重选精矿1和重选尾矿1；将-3mm粒级在水与硅铁粉配置重液密度为2.40g/cm3的条件下采用离心机进行分选，得到离心精矿2和离心尾矿2；重选精矿1和离心精矿2合并为精矿，重选尾矿1和离心尾矿2合并为尾矿。
实验例
将实施例1-3和对比例1-3所得的产品进行对比分析，结果如下表所示：
由实施例1和对比例1中数据对比可知，增大破碎粒度，增大入重介质旋流器和离心机粒度直接影响最终的精选选矿指标，主要是因为三水铝石型铝土矿中铝矿物和铁矿物、硅矿物嵌布关系复杂，嵌布粒度较细，在较粗的粒度条件下，矿物解离不充分，分选过程中尾矿氧化铝含量偏高，氧化铁含量偏低；精矿二氧化硅含量偏高，产率偏低，直接影响分选效果。
由实施例1和对比例2中数据对比可知，降低入重介质旋流器和离心机分选密度，影响精矿和尾矿分选指标，主要是因为在较低分选密度条件下，铝矿物难以与其它矿物分离，导致尾矿产率偏高，尾矿中氧化铝含量偏高，精矿产率偏低。
由实施例1和对比例3中数据对比可知，降低入重介质旋流器上料压力，影响精矿和尾矿分选指标，主要是因为上料压力不足，离心力较低，不能较好实现铝矿物与其它矿物的分离。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：
本发明实施例提供的方法采用“破碎-分级+粗粒级重介选矿除杂+细粒级离心选矿除杂”工艺处理三水铝石型铝土矿，能得到氧化铝含量高，铝硅比较高，杂质含量相对较少的铝精矿，得到二氧化硅含量、铁含量、钛含量高的尾矿，具有选矿流程短、选矿成本低、投资省、选矿效率高的特点，精矿适合于拜耳法生产氧化铝，尾矿应用于建材行业。该发明能有效降低三水铝石型铝土矿生产氧化铝矿耗，降低赤泥量，对铝行业健康持续发展具有重要的社会经济效益。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种三水铝石型铝土矿的处理方法，其特征在于，所述方法包括：
把三水铝石型铝土矿进行破碎分级处理，得到粗粒级物料和细粒级物料；
对所述粗粒级物料进行重选除杂，得到重选精矿和重选尾矿；
对所述细粒级物料进行离心选矿除杂，得到离心精矿和离心尾矿；
其中，所述重选除杂的分选密度为1.7-3.0g/cm3；所述离心选矿除杂的分选密度为1.7-3.2g/cm3。
2.根据权利要求1所述的三水铝石型铝土矿的处理方法，其特征在于，所述重选除杂的上料压力为0.1-0.5MPa。
3.根据权利要求1所述的三水铝石型铝土矿的处理方法，其特征在于，所述粗粒级物料的粒径为n-15mm，所述细粒级物料的粒径为0-nmm，其中，n为所述粗粒级物料和细粒级物料的粒径分界值，n的取值在0.074-3之间。
4.根据权利要求1所述的三水铝石型铝土矿的处理方法，其特征在于，所述重选除杂的介质包括水、氯化钙饱和溶液和硅酸钠溶液中的一种；
所述重选除杂的加重质包括磁铁矿和硅铁中的至少一种；
所述磁铁矿和硅铁粒度小于0.038mm。
5.根据权利要求1所述的三水铝石型铝土矿的处理方法，其特征在于，所述离心选矿除杂的介质包括水、氯化钙饱和溶液和硅酸钠溶液中的一种；
所述离心选矿除杂的加重质包括硅铁；
所述硅铁粒度小于0.038mm。
6.根据权利要求1所述的三水铝石型铝土矿的处理方法，其特征在于，所述重选除杂采用重介质旋流器进行，所述重介质旋流器为两产品重介质旋流器。
7.根据权利要求1所述的铝土矿的处理方法，其特征在于，所述离心选矿除杂的设备为水套式离心机。
8.根据权利要求1所述的三水铝石型铝土矿的处理方法，其特征在于，所述破碎分级处理的破碎设备包括颚式破碎机和对辊破碎机。
9.根据权利要求1所述的三水铝石型铝土矿的处理方法，其特征在于，所述破碎分级处理的分级设备包括分级机、旋流器、直线筛和高频筛。
10.根据权利要求1所述的三水铝石型铝土矿的处理方法，其特征在于，所述精矿包括三水铝石；所述尾矿包括石英、高岭石、方解石、赤铁矿和针铁矿。
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