山西阳泉低品位铝土矿石正浮选脱硅实验研究

高振国

（阳煤集团盂县铝土矿有限责任公司，山西 阳泉045000）

1 铝土矿选矿脱硅技术

铝土矿中的硅元素是氧化铝生产中影响最大的有害物质，其产生的铝硅酸钠会残留在管道、管体内壁（生产上称为疤结），无法清除，不仅造成了铝的流失，增加碱液的消耗，而且提高了生产成本。所以，降低矿石中的硅含量，使低铝高硅的低品位矿石变成为氧化铝生产的优良原材料，是铝土矿选矿工艺技术所研究的重点。

2 铝土矿正浮选脱硅现状

铝土矿正浮选脱硅的过程，其实就是抑制硅酸盐矿物上浮，通过加入捕收剂而提取有用含铝矿物的一个过程，从而获得较高铝硅比的精矿。

我国铝土矿正浮选脱硅法已取得突破性进展，但随着铝精矿粒度的变粗要求，又产生了一系列新的问题，如：浮选过程不稳定、矿石分离不好、药剂用量增加等，后经过多次不懈努力，解决了选矿过程中粗粒含铝矿物浮起困难、回收率低和细微含硅矿物难脱硅这几项技术难题，提高了含铝矿物提取率，降低了生产成本。

3 选矿与脱硅实验

3.1 矿石破碎

3.1.1 破碎流程

使用两段一闭路破碎流程，矿石通过振动筛分后被送入颚式破碎机，粒度在-350～-150 mm之间，然后进入二级圆锥式破碎机进行细碎；细碎产品（＜35 mm）送至预筛分车间，预筛分振动筛筛上大料返到二级圆锥式破碎机，最后筛下料被送进预均化堆场。

3.1.2 矿石粉磨流程

低品位矿石脱硅加工工艺包括混矿、磨矿、浮选、精、尾矿脱水、药剂配制与水循环等。矿石粉磨利用干湿方法，先经过高压辊磨机破碎，再经过湿法球磨机进行研磨。

3.1.3 选别流程

选用浮选集成系统两套，矿浆处理量480～575 m3/h，原矿处理量120～150 t/h，主要流程：原矿粗选槽—粗选精矿—铝粗精矿—精选槽浮选—铝精矿—精矿槽，粗选尾矿—活化—扫选—尾矿—渣浆泵—尾矿槽。

3.1.4 脱水流程

铝土矿精矿使用浓缩—压滤两段脱水，含水率小于15%；尾矿采用浓缩—压滤两段脱水，含水率18%～22%。

3.2 实验所用试剂、仪器、设备（见表1）

表1 实验所用试剂、仪器、设备

3.3 选矿实验

3.3.1 原矿化学成分

1号样品w（Al2O3）为59.16%，w（SiO2）为18.28%，m（Al2O3）/m（SiO2）为3.24；2号样品w（Al2O3）为54.98%，w（SiO2）为21.14%，m（Al2O3）/m（SiO2）为3.04。

3.3.2磨矿条件实验

取1号样品350 g，加2 g现场纯碱，350 g现场循环水，按照磨矿时间8 min、10 min、12 min、14 min、16 min，按照200目做筛分，筛上物烘称质量，计算磨矿细度，原矿水分按5%，要求磨矿细度-200目在88%，1号样品的合适磨矿时间为16 min。

同理，取2号样品350 g按照1号样品的操作步骤进行磨矿，合适磨矿时间为14 min。

3.3.3 开路实验

选用PH9的清水，浮选温度为30℃，每次改变一个条件，分析精矿、中矿、尾矿，计算产率。粗选和扫选泡沫合并后再进行一次精选，尾流当做中矿，加捕收剂1 mL。

3.3.3.1 捕收剂用量实验

将3 mL+2 mL、4 mL+2 mL、5 mL+2 mL、6 mL+2 mL四种捕收剂加入量，比较最优的精矿、中矿产率。实验数据见表2，表3。

表2 1号样品捕收剂用量分析

表3 2号样品捕收剂用量分析

由表2知，1号样品的捕收剂用量为6 mL+2 mL，折合吨原矿1.6 kg时，精矿产率可达到58%左右；2号样品的捕收剂用量为5 mL+2 mL，折合吨原矿1.4 kg时，精矿产率可达到53%左右。

3.3.3.2 六偏磷酸钠(NaPO3)6(m=611.77)用量实验

1）调整剂。调整剂主要是小分子有机抑制剂的抑制性能与所含梭基数目有联系，抑制能力根据所含梭基数目增加而增强。

2）六偏磷酸钠。六偏磷酸钠在浮选过程与钙镁等其他离子结合成化合物，从而使含有一些离子化合物得到约束，是方解石、磷灰石与碳质页岩、泥质脉石的常用抑制剂。它不仅可以抑制碳酸盐脉石，也可抑制石英和硅酸矿物，还可作为分散剂使用。六偏磷酸钠有吸湿性，在空气中容易潮解，逐渐变成焦磷酸钠、直至最后变为正磷酸钠，其抑制力也逐渐下降。因而在选矿厂使用六偏磷酸钠时，往往现配现用，保证其最好的抑制效果。

3）絮凝剂与硫酸盐。硫酸盐浓度较大会对浮选环境产生负面的影响，对浮选造成一定的困难。过多絮凝剂会使捕收剂失效，造成浮选环境破坏，合理的加入试剂是避免这些现象的主要解决办法。

4）六偏磷酸钠用量实验。依据最佳捕收剂用量，1号样品用6 mL+2 mL捕收剂，2号样品用5 mL+2 mL捕收剂，分别按照20 g（0.7 mL）、40 g（1.4 mL）、60 g（2.1 mL）、80 g（2.8 mL）加入六偏磷酸钠，比较最优的精矿、中矿产率。实验结果表明：1号样品的捕收剂用量为6 mL+2 mL，磨矿时间是16 min时，六偏磷酸钠用量达到1.4 mL，折合吨原矿40 g时，精矿产率可达到56%左右；2号样品使用量为5 mL+2 mL，当磨矿时间是14 min，六偏磷酸钠使用量对精矿产率没有过多变动，设计加入量同1号样品，即为1.4 mL，折合吨原矿40 g。

3.3.3.3 浮选时间实验

依据1号用6 mL+2 mL捕收剂，2号用5 mL+2 mL捕收剂，1号和2号都用1.4 mL的（NaPO3）6做最佳浮选时间实验，粗选分别增加1 min、2 min、3 min，扫选精选时间不变均为3 min，比较最优的精矿、中矿产率。根据实验结果可知，对于捕收剂使用量，1号样品的为6 mL+2 mL，磨矿的时间是16 min，1号样品的（NaPO3）6使用量为1.4 mL，折合吨原矿40 g，浮选时间是12 min，产率可达到62%左右；2号样品的捕收剂使用量是5 mL+2 mL，磨矿时间是14 min，（NaPO3）6使用量1.4 mL，折合吨原矿40 g，浮选时间为12 min时，产率可达到54%左右。

3.3.3.4 闭路实验

按照开路实验得到的最优的药剂条件，1号样品的捕收剂用量是6 mL+2 mL，磨矿时间是16 min时，（NaPO3）6用量是1.4 mL，折合吨原矿40 g，浮选时间是6 min+3 min+3 min；2号样品的捕收剂用量为5 mL+2 mL，磨矿时间是14 min时，（NaPO3）6用量是1.4 mL，折合吨原矿40 g，浮选时间是12 min。做实验时，将本次浮选的中矿加入到下次浮选的粗选中，每次闭路实验均分析精矿、尾矿，看做到第几次闭路时精矿、尾矿质量和与原矿基本相当。

3.3.3.5实验结论

1号样品的捕收剂用量为6 mL+2 mL，磨矿时间是16 min时，（NaPO3）6用量是1.4 mL，折合吨原矿40 g，浮选时间是6 min+3 min+3 min，闭路实验做到第4次时，精矿尾矿质量之和在320 g左右，与原矿重量基本相当，精矿产率可达到65.71%，精矿品位w（Al）=67.64%，m（Al2O3）/m（SiO2）=5.98。

2号样品的捕收剂用量是5 mL+2 mL磨矿时间14 min时，（NaPO3）6用量是1.4 mL，折合吨原矿40 g，浮选时间是6 min+3 min+3 min时，闭路实验做到第6次时，精矿尾矿质量之和在320 g左右，与原矿重量基本相当，精矿产率可达到59.77%，精矿品位w（Al）=62.95，m（Al2O3）/m（SiO2）=5.16。

4 结语

通过本实验，可以将w（Al）在55%～60%之间、m（Al2O3)/m（SiO2）在3.5左右的低品位石进行综合利用，变废为宝，提高了矿石的利用率，在很大程度上解决了氧化铝原材料供应紧张的问题，对我国氧化铝工业的发展具有重要意义。