李莎莎，任 朋，田应忠

(1.中铝郑州有色金属研究院有限公司,河南 郑州 450041;2.国家铝冶炼工程技术研究中心,河南 郑州 450041)

我国铝土矿资源丰富,已探明的铝土矿储量达23亿吨,其中含硫高的一水硬铝石型铝土矿储量达1.5亿吨,占总储量的11.0%左右[1-2]。随着铝工业不断发展,我国铝资源消耗也在逐步增加,优质的铝土矿资源已开发殆尽,贫矿、高硫铝土矿等资源正在被不断的开发利用[3]。高硫铝土矿中的硫矿物在氧化铝生产过程中会导致结疤严重、碱耗增加、设备腐蚀、氧化铝品质变差等诸多问题,使得高硫铝土矿不适宜直接用于拜耳法生产氧化铝,极大的影响了高硫铝土矿的高效利用[4]。本文针对西南某地典型高硫铝土矿进行浮选脱硫试验研究。

1 原矿性质分析

1.1 主要化学元素分析

对原矿进行主要化学元素分析,结果见表1。

表1 化学元素分析结果

由表1中数据可知,原矿中氧化铝含量为49.67%,二氧化硅含量为8.92%,铝硅比为5.57,硫含量为5.58%,属于高硫铝土矿。

1.2 物相组成分析

考查原矿石的矿物组成及含量,进行物相组成分析,分析结果见表2。

表2 物相组成分析结果

由物相分析结果可知,矿石中主要含铝矿物为一水硬铝石、伊利石,含钛矿物为锐钛矿、金红石,含硫矿物为黄铁矿和石膏。

2 浮选脱硫试验研究

2.1 磨矿细度试验研究

采用试验室型球磨机对高硫铝土矿进行磨矿,实现硫矿物的单体解离,同时尽量减少过磨现象的发生,进行磨矿细度试验研究,考查不同磨矿细度对浮选脱硫指标的影响,试验流程见图1,试验结果见表3。

表3 磨矿细度对浮选指标影响试验结果

图1 磨矿细度对浮选脱硫指标影响试验流程

由表3数据可知,随着磨矿细度的增加,硫精矿产率逐渐升高,铝精矿产率逐渐降低;铝精矿含硫量先降低后升高。在磨矿细度为-0.074 mm占89.63%时,铝精矿中硫品位为0.35%。随着磨矿细度继续提高,铝精矿中硫含量升高,这是因为矿石磨矿细度增加,造成矿石泥化现象加剧,浮选过程中夹杂现象严重,影响浮选效果。因此综合考虑,选择磨矿细度为-0.074 mm占89.63%。

2.2 捕收剂种类试验研究

采用磨矿细度-0.074 mm占89.63%,硫酸为调整剂,2#油为起泡剂进行捕收剂种类试验。试验流程见图2,试验结果见表4。

图2 捕收剂种类试验流程

由试验结果表4看出,捕收剂为丁基黄药时,铝精矿中硫含量为0.41%,硫回收率为5.24%,与其他捕收剂相比,铝精矿中硫含量和回收率最低。因此捕收剂选用丁基黄药进行以下试验。

表4 捕收剂种类试验结果

2.3 丁基黄药用量试验

对试验矿样进行丁基黄药用量试验,试验流程见图3,试验结果见表5。

图3 丁基黄药用量试验流程

表5 丁基黄药用量试验结果

由试验结果表5看出,当丁基黄药用量增加时,铝精矿中硫品位和硫回收率先减少后增加,当丁基黄药的用量在300+150+75 g/t时,铝精矿中硫品位为0.3%,硫回收率为3.68%。综合考虑,丁基黄药的用量在300+150+75 g/t较佳。

2.4 调整剂种类试验研究

高硫铝土矿浮选过程添加调整剂可增强黄铁矿与捕收剂的接触面积,增加分选性能。考查调整剂对高硫铝土矿浮选脱硫指标的影响,进行调整剂条件试验研究,试验流程见图4,试验结果见表6。

图4 调整剂对浮选脱硫指标影响试验流程

表6 调整剂对浮选脱硫指标影响试验

由表6数据可知,与不加任何调整剂相比,调整剂的添加能显著降低铝精矿中硫含量。单独添加硫酸和硫酸铜或混合添加硫酸和硫酸铜,对矿石中的硫浮选无明显差异,因此可根据具体情况添加合适的调整剂,本试验选择添加调整剂为硫酸1000 g/t。

2.5 浮选流程试验研究

通过上述条件试验确定磨矿细度为-0.074 mm占89.63%,以硫酸为调整剂,用量1000 g/t,丁基黄药为捕收剂,用量300+150+75 g/t,对试验矿样进行常规小型闭路试验,采用一粗两精两扫的试验流程,试验流程图见图5,试验结果见表7。

图5 浮选脱硫闭路试验流程

表7 浮选脱硫闭路试验结果

由表7结果可知,原矿硫含量为5.58%的高硫铝土矿通过一次粗选两次精选两次扫选试验流程,可以得到硫含量为0.33%,氧化铝含量为55.89%的铝精矿,和硫含量为26.83%,回收率为95.34%的硫精矿,有效降低了铝土矿中的硫含量。

3 结 论

(1)西南某地高硫铝土矿含铝矿物为一水硬铝石、伊利石,含钛矿物为锐钛矿、金红石,含硫矿物为黄铁矿和石膏,其中氧化铝含量为49.67%,氧化硅含量为8.92%,铝硅比为5.57,硫含量为5.58%。

(2)采用一次粗选两次精选两次扫选试验流程,可以得到硫含量为0.33%,氧化铝含量为55.89%的铝精矿,和硫含量为26.83%,回收率为95.34%的硫精矿。

(3)通过浮选脱硫,有效降低了高硫铝土矿中的硫含量,铝精矿更适于拜耳法生产氧化铝,提高了氧化铝生产经济效益。