牙买加铝土矿矿浆制备工艺的研究

范 超，张 骑，周兴勇，柏忠鑫

（云南文山铝业有限公司，云南 文山 663000）

2017年底，全球探明铝土矿储量为300亿吨，铝土矿主要分布在几内亚、澳大利亚、巴西、牙买加、越南、印度尼西亚，其中几内亚、澳大利亚、巴西及牙买加四国已探明铝土矿储量约占全球铝土矿总储量的60.5%。从全球铝土矿储量角度来看，我国不属于铝土矿资源丰富的国家，铝土矿储量为10亿吨，全球第七位，仅占世界储量的3.33%[1]。2017年中国铝土矿产量达到6800万吨，占全球总产量的22.7%，仅落后于澳大利亚，排名世界第二位，铝土矿静态可采年限仅为14年，远远落后于全球的102年。

根据中国国家统计局数据：中国氧化铝产量从2004年的702.4万吨增长至2017年的6901.7万吨，铝土矿使用量不断增加，对外依存度达到44.47%。未来我国可能会面临国内资源短缺的困境，形成的铝土矿供给缺口将更多地依靠进口满足，铝土矿进口量和对外依存度很可能大幅上升。本文针对牙买加铝土矿的矿浆制备进行应用研究，以期获得高效经济的使用该种类的矿石。

1 牙买加铝土矿的性质

牙买加地处加勒比海，铝土矿资源丰富，已探明的储量达25亿吨，铝土矿矿床类型为红土型，氧化铝含量40%～50%，以三水铝石为主，含有少量的一水软铝石，接近地表采用露天开采，含有少量的杂物。矿石以高铁、中铝、低硅、高硅铝比为特征，矿石品质较好，开发利用成本低[2]。其化学成分如表1所示。

表1 牙买加铝土矿化学成分表

牙买加铝土矿的运行相对复杂，矿石开采出来后汽车运输至内河码头，通过运矿船运至公海进行倒运，再用远洋轮船运送至世界各地，中国港口的价格为66.4美元/吨[3]，价格比到港的进口铝土矿及国产铝土矿都高，使用牙买加铝土矿必须找到一种最经济的办法，降低生产成本。表2为2017年12月中国进口铝土矿到港价格表：

表2 2017年12月进口铝土矿港口价格表

2 矿浆制备工艺的应用改进

红土型铝土矿颗粒细、流动性好（图1），在物料输送过程中遇风就会产生飞扬，在各下料口扬尘更加严重，该铝土矿粒度细基本不需要进行研磨。使用一水硬铝石磨矿流程进行矿浆制备时，存在磨机空砸现象，去除研磨体后，因铝土矿中含有一定量的胶泥，会在磨机筒体上粘结，使磨机发生偏心运转，造成设备损坏。经过多次实践后，一水硬铝石磨矿流程不能满足牙买加铝土矿矿浆制备工艺，需要对矿浆制备工艺进行重新设计，降低铝土矿的飞扬，提高设备的利用效率。

图1 牙买加铝土矿

2.1 矿浆制备工艺的研究

取样对进厂的牙买加铝土矿粒度进行分析，发现粒度≥20mm的含量0.24%，≥10mm的含量2.884%，≥1mm的含量12.14%，≤1mm的含量84.77%，详细分析数据见表3。

表3 牙买加铝土矿粒度分布表

现场牙买加铝土矿不经过磨机磨制，简单的与循环母液混合搅拌，对矿浆粒度进行分析，与磨机磨制的国产矿浆进行细度对比，详细数据见表4所示：

表4 牙买加铝土矿拌浆细度对比表

搅拌矿浆的粒度进行分析对比，500mm以下的粒度完全满足生产需要，大于500mm的可能影响管道化溶出的运行，分析论证采用混合搅拌代替磨机磨矿，加上除渣工艺。混合搅拌选用双轴搅拌输送机（图2）对铝土矿与循环母进行混合搅拌，然后自流进入搅拌混合槽进行再次混合，保证充分混合均匀。

图2 双轴搅拌输送机

2.2 矿浆中大颗粒筛出研究

牙买加铝土矿进行搅拌混合后，取粒度大于10mm的矿浆颗粒进行化学成分分析，数据如表5所示：

表5 牙买加铝土矿矿浆大于15mm颗粒化学成分表

分析发现大于10mm的矿石颗粒中CaO含量19.42%，表明大于10mm的颗粒中多数是石灰石应当筛出。采用回转筛进行分离矿浆中的大颗粒及杂物，运行过程中因筛分通过困难，研究发现在不断的搅拌过程中，小颗粒会相互抱紧成团，同时铝土矿中含有一定的胶泥容易在筛网上粘接，影响矿浆在常压下的筛分作业。

铝土矿采用16mm＊16mm的筛子进行干筛，取筛上物料进行化学成分分析，数据如表6所示。通过化验指标分析，筛上物料基本无使用价值。

表6 牙买加铝土矿筛上物料化学成分表1

选择了一台1.5m×4.8m的直线振动筛进行筛分，筛下物料进入双轴搅拌输送机，与循环母液进行搅拌混合，通过渣浆泵输送至常压脱硅槽。经过常压脱硅后，矿浆用高压隔膜泵送入管道化进行溶出，运行过程中因矿浆中大颗粒导致高压隔膜泵频繁跳停。为了减少矿浆中大颗粒，把直线振动筛的筛网孔径减小至8mm×8mm，同时在进入常压脱硅槽前加隔渣器（筛孔型号：6mm×6mm），杜绝因矿浆颗粒粗对管道化溶出的影响。把直线振动筛筛孔改小后，筛上物料明细增多，取样分析化学指标如表7所示。考虑到牙买加铝土矿价格高，尽量回收氧化铝，对筛上的物料按比例配入使用。

表7 牙买加铝土矿筛上物料化学成分表2

经过不断探索牙买加铝土矿使用方案，提高其经济技术指标，完善拌浆工艺流程，最后形成如图3的工艺流程图。该系统采用简短的流程，无大型设备，实现了矿浆的制备工作，降低了生产成本。

图3 拌浆工艺流程图

3 实施效果

通过对筛分工艺进行改进完善，不断摸索工艺控制条件，累计使用牙买加铝土矿15万吨，经济技术指标稳定。磨矿的能耗成本从12.04元/吨降至3.29元/吨，同时缓解磨机矿浆制备的压力及减少现场的扬尘污染。

4 结语

探索出一种氧化铝生产的矿浆制备新工艺，在实践生产过程中降低生产成本，缓解矿石输送及磨矿的生产压力。但是，存在对铝土矿含水要求高，矿浆固含提高困难等问题，需要进一步摸索工艺控制。