ZMC捕收劑在鋁土礦正浮選中的應(yīng)用

劉長(zhǎng)淼，吳東印，馮安生，郭珍旭

(1.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所，河南 鄭州 450006；2.國(guó)土資源部多金屬礦評(píng)價(jià)與綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州 450006)

鋁土礦是氧化鋁工業(yè)的主要原料，全世界90%以上的氧化鋁是以鋁土礦為原料生產(chǎn)的[1]。我國(guó)鋁土礦資源十分豐富，現(xiàn)有工業(yè)儲(chǔ)量居世界第7位，主要集中分布在山西、河南、貴州和廣西四省區(qū)。我國(guó)的鋁土礦資源98%以上屬于一水硬鋁石型鋁土礦，具有高鋁、高硅、低鐵、低鋁硅比的特點(diǎn)，絕大多數(shù)礦石的鋁硅比(A/S：礦石中Al2O3和SiO2的質(zhì)量含量之比值)在6以下[2]。河南地區(qū)鋁土礦富礦較少，以中低品位礦石為主[3]。為了有效利用大量的中低品位鋁土礦，目前比較流行的做法是，通過(guò)選礦的方法預(yù)先脫除部分硅質(zhì)脈石提高鋁硅比，再采取先進(jìn)的拜耳法(或石灰拜耳法)工藝生產(chǎn)氧化鋁，目前經(jīng)改良的石灰拜耳法對(duì)原料鋁硅比的要求可下降至7左右[4]，大大降低了鋁土礦選礦的難度。

目前，鋁土礦選礦預(yù)脫硅的主要方法是浮選脫硅，分為正浮選和反浮選，其中正浮選應(yīng)用最廣。正浮選脫硅中常常采用油酸、烷基苯磺酸鹽、烷基硫酸鹽和羥肟酸等作為捕收劑。張國(guó)范等[5]研究了油酸鈉對(duì)一水硬鋁石和高嶺石的作用機(jī)理，認(rèn)為礦物表面的Al3+活性點(diǎn)的豐度導(dǎo)致了兩種礦物的可浮性差異，為鋁土礦的正浮選提供了理論依據(jù)。陳湘清等[6]研究了HZ捕收劑在低品位鋁土礦中的應(yīng)用，針對(duì)鋁硅比為4.4的原礦，獲得了鋁硅比為8.51，氧化鋁回收率達(dá)到79.31%的精礦指標(biāo)。張國(guó)范等[7]研究了RL捕收劑在低品位鋁土礦中的應(yīng)用，也取得了較好的試驗(yàn)指標(biāo)。近年來(lái)針對(duì)鋁土礦正浮選捕收劑的研究不是很多，筆者經(jīng)過(guò)大量的藥劑篩選和復(fù)配，研制出一種新型捕收劑ZMC，該藥劑系油酸等脂肪酸的改性產(chǎn)物，筆者將就ZMC捕收劑在鋁土礦正浮選中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)試驗(yàn)，以期為鋁土礦正浮選技術(shù)工藝的進(jìn)步略盡綿力。

1 試樣及試劑性質(zhì)

試驗(yàn)中使用的鋁土礦有三種，分別來(lái)自新密礦區(qū)(I號(hào)樣)和河南分公司選廠(II號(hào)樣)，兩種礦樣的XRD分析圖譜如圖1和圖2所示，化學(xué)分析結(jié)果如表1所示。可知兩種礦樣皆為一水硬鋁石型鋁土礦，主要含鋁礦物為一水硬鋁石，主要含硅脈石為伊利石、高嶺石和石英等。原礦鋁硅比(A/S)分別為4.50和2.99，屬中低品位鋁土礦。

試驗(yàn)中以鄭州所自制藥劑ZMD-1為鋁硅酸鹽脈石礦物的抑制劑，ZMD-1系磷酸鹽的改性產(chǎn)物，以碳酸鈉為pH調(diào)整劑，以新型陰離子型捕收劑ZMC捕收劑，進(jìn)行鋁土礦的正浮選試驗(yàn)。

表1 鋁土礦樣品原礦化學(xué)元素分析

圖1 I號(hào)鋁土礦原礦XRD分析圖譜

圖2 II號(hào)鋁土礦原礦XRD分析圖譜

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 針對(duì)不同品級(jí)鋁土礦，新型捕收劑ZMC開(kāi)路浮選試驗(yàn)

為了查明新型捕收劑ZMC的正浮選性能，試驗(yàn)中針對(duì)I號(hào)和II號(hào)鋁土礦進(jìn)行了浮選開(kāi)路試驗(yàn)，其鋁硅比分別為4.50和2.99，根據(jù)浮選效果，來(lái)考察ZMC捕收劑處理不同品級(jí)鋁土礦時(shí)的捕收性能。試驗(yàn)按圖3所示流程圖進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

圖3 捕收劑ZMC性能驗(yàn)證開(kāi)路試驗(yàn)流程

由試驗(yàn)結(jié)果可知，采用捕收劑ZMC，針對(duì)I號(hào)樣，取得了A/S為8.79，氧化鋁回收率為77.87%的精礦，針對(duì)II號(hào)樣，取得了A/S為6.58，氧化鋁回收率為62.11%的精礦，說(shuō)明ZMC的捕收能力和選擇性都較高，可以作為鋁土礦正浮選捕收劑。

2.2 針對(duì)不同品級(jí)鋁土礦，新型捕收劑ZMC閉路浮選試驗(yàn)

由開(kāi)路試驗(yàn)結(jié)果可知，采用ZMC捕收劑，針對(duì)不同品級(jí)的鋁土礦，正浮選都取得了較好的試驗(yàn)結(jié)果。在開(kāi)路試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，針對(duì)兩種鋁土礦，進(jìn)行了更為詳細(xì)的浮選閉路試驗(yàn)，其中由于開(kāi)路試驗(yàn)中，II號(hào)樣精礦的鋁硅比沒(méi)有達(dá)到7，因此閉路試驗(yàn)中浮選工藝進(jìn)行了微調(diào)。試驗(yàn)按圖4和圖5所示流程進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

由表3所示結(jié)果可知，閉路試驗(yàn)取得了較好的工藝指標(biāo)。使用ZMC捕收劑，針對(duì)原礦鋁硅比為4.5左右的鋁土礦，獲得了鋁硅比7.04，氧化鋁回收率92.16%的精礦；針對(duì)原礦鋁硅比為3左右的鋁土礦，獲得了鋁硅比7.72，氧化鋁回收率70.56%的精礦。

表2 捕收劑ZMC性能驗(yàn)證開(kāi)路試驗(yàn)結(jié)果

圖4 I號(hào)鋁土礦正浮選閉路試驗(yàn)

圖5 II號(hào)鋁土礦正浮選閉路試驗(yàn)

表3 捕收劑ZMC性能驗(yàn)證閉路試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)對(duì)象產(chǎn)品名稱(chēng)產(chǎn)率/%品位/%Al2O3SiO2A/S回收率/%Al2O3SiO2I號(hào)鋁土礦精礦86.83 65.87 9.36 7.04 92.16 61.90 尾礦13.17 36.94 37.98 0.97 7.84 38.10 原礦100.00 62.06 13.13 4.73 100.00 100.00 II號(hào)鋁土礦精礦59.1667.208.717.7270.5627.25尾礦40.8440.6233.681.2129.4472.75原礦100.0056.3418.912.98100.00100.00

3 結(jié)論

1)試驗(yàn)中兩種鋁土礦系中低品位鋁土礦，礦石類(lèi)型主要為一水硬鋁石型，主要含鋁礦物為一水硬鋁石，主要含硅礦物為伊利石和高嶺石等。

2)采用ZMC捕收劑，針對(duì)原礦鋁硅比為4.5左右的鋁土礦，獲得了鋁硅比7.04，氧化鋁回收率92.16%的精礦；針對(duì)原礦鋁硅比為3左右的鋁土礦，獲得了鋁硅比7.72，氧化鋁回收率70.56%的精礦。

3)針對(duì)不同品級(jí)的鋁土礦，正浮選閉路試驗(yàn)取得了優(yōu)異的工藝指標(biāo)，說(shuō)明ZMC系一水硬鋁石型鋁土礦的優(yōu)良捕收劑。

[1] 陳遠(yuǎn)望.當(dāng)前世界鋁土礦和氧化鋁的供應(yīng)形勢(shì)[J].金屬世界，2005(4)：6-8.

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[4] 牛宏斌，閆旭方，侯炳毅.石灰拜耳法工業(yè)試驗(yàn)存在問(wèn)題及措施[J].有色冶金節(jié)能，2003(5)：19-20.

[5] 張國(guó)范，馮其明，盧毅屏，等.油酸鈉對(duì)一水硬鋁石和高嶺石的捕收機(jī)理[J].中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào),2001，11(2)：298-301.

[6] 陳湘清,陳興華,馬俊偉,陳志友.低品位鋁土礦選礦脫硅試驗(yàn)研究[J].輕金屬，2006(10)：13-16.

[7] 張國(guó)范，盧毅屏，歐樂(lè)明，等.捕收劑RL在鋁土礦浮選中的應(yīng)用[J].中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào),2001，11(4)：712-715.