不同礦石溶出液的沉降性能試驗

宋麗莉

(東海氧化鋁有限公司， 山東 龍口 265713)

某氧化鋁廠晶種分解生產采用二段分解新工藝，低溫精液與細晶種混合后進入附聚槽進行一段分解，然后加入粗晶種進入長大槽進行二段分解。分解料液通過一級旋流器進行分級，旋流器底流做為成品送焙燒車間平盤過濾機過濾，溢流進二級旋流器進行分級，底流送入粗晶種槽，溢流進入晶種沉降槽。晶種沉降槽的溢流經母液蒸發(fā)后，經堿液調配去原料車間配料。晶種沉降槽的溢流中往往含有一定的氫氧化鋁浮游物，生產上一般要求控制在5 g/L以下。但由于生產控制的原因，晶種沉降槽經常會出現浮游物偏高的現象，由于這部分氫氧化鋁浮游物在后續(xù)蒸發(fā)工序中會重新溶解到母液中，造成重復循環(huán)，影響整個生產的循環(huán)效率，增加了生產成本，因而盡可能降低沉降槽溢流浮游物變得十分重要。為此，某氧化鋁廠做了大量細致工作，晶種沉降槽溢流浮游物基本得到有效控制。

影響晶種沉降槽浮游物高低的因素有很多，通過試驗和分析可以看出，一方面二級旋流器溢流固含會在一定程度上影響沉降槽的沉降性能，引起浮游物的波動，同時二級旋流器溢流的粒度也是影響浮游物的一個原因。另外，沉降槽的結構、絮凝劑的類型和加入方式都會對沉降槽浮游物產生一定的影響。

為了進一步摸清影響沉降槽浮游物的生產因素，尤其是不同的礦石溶出液對浮游物的影響，考察不同礦石溶出液的黏度大小，結合實驗室現有的條件，分別用三種礦石進行溶出試驗，然后模擬生產濃度，做了不同礦石溶出液的沉降試驗。

1 礦石分析

試驗所用礦樣為礦場現場取樣，經過烘干、磨細，分析化學成分和物相組成。礦石的化學成分分析列于表1，物相組成列于表2，衍射圖譜見圖1～圖3。

表1 礦石的化學成分 %

表2 礦石的物相成份 %

2 溶出液的沉降試驗

2.1 試驗步驟

試驗儀器：雙孔水浴鍋，高頻攪拌機，真空泵，布氏漏斗，抽濾瓶，量筒，濾紙等。

試驗步驟：①取32%的液堿，配置成全堿為190～200 g/L的堿液，于水浴鍋中98 ℃預熱； ②取適量印尼礦、印度礦、澳礦樣加入①調配堿液，于98 ℃加熱攪拌30 min,取樣抽濾，45 min后停止反應抽濾，試驗分三天進行；③抽濾濾液做化學分析，固體抽洗至無堿做固體成分分析；④取二級旋流器溢流漿液抽濾洗滌，固體留樣備用；⑤兩種礦物反應后的濾液稀釋成相同的全堿濃度的溶液，與④中固體配成固含為100 g/L的料漿，于63 ℃水浴預熱做沉降試驗；⑥沉降5 min后取上層清液測浮游物。

圖1 印尼礦衍射圖譜

圖2 印度礦衍射圖譜

圖3 澳礦衍射圖譜

2.2 礦石溶出及沉降對比試驗

由于采用的低溫溶出，礦石的溶出率會受到一定的影響。因此，根據礦石的化學成份和物相組成，溶出配比按照αk1.6計算，溶出率的高低并不影響本試驗對氫氧化鋁沉降的效果。最后所有條件下的溶出液都稀釋至NT145 g/L左右做沉降試驗。

2.2.1 印尼礦和澳礦對比試驗

印尼礦和澳礦對比試驗結果列于表3、表4。

表3 印尼礦和澳礦礦石溶出后濾液的成分

表4 印尼礦和澳礦溶出后沉降試驗結果

由表3、表4可以看出，相同濃度的印尼礦與澳礦溶出液，對氫氧化鋁沉降速度影響相差不大，但澳礦溶出液沉降后浮游物相對印尼混合礦的偏高。

2.2.2 印尼礦和印度礦對比試驗

印尼礦和印度礦對比試驗結果見表5、表6。

表5 印尼礦和印度礦溶出后的濾液成分

注：該溶出溫度為98 ℃。

表6 印尼礦和印度礦溶出后沉降試驗結果

由以表5、表6中可以看出，印度礦溶出液中碳酸根離子偏高。相同濃度的印尼礦與印度礦溶出后的溶液，前者氫氧化鋁沉降速度稍快，并且印度礦的浮游物相對印尼礦的偏高很多。

2.2.3 印度礦和澳礦對比試驗

印度礦和澳礦對比試驗結果見表7、表8。

表7 印度礦和澳礦溶出后濾液成分

注：該溶出溫度為98.5 ℃。

表8 印度礦和澳礦溶出后沉降試驗結果

由表7、表8可以看出，相同濃度的澳礦與印度礦溶出液，澳礦的沉降速度較慢，但印度礦的浮游物相對澳礦的偏高。

2.3 相同溶出條件下溶出液中的有機物及雜相離子分析

表9 不同礦石溶出液中離子濃度 g/L

3 結論及建議

(1)不同礦石的選用直接影響晶種沉降槽的沉降速度及浮游物的高低，溶液中存在的雜質離子可能會導致現用絮凝劑失效，其中印度礦較為明顯。三種礦石溶出液的浮游物高低依次為：印度礦、澳大利亞礦、印尼礦。

(2)物相分析可以看出，印度礦石含有較多的方解石，礦物中的碳酸鈣與液堿反應生成可溶性碳酸根離子進入溶液，溶出液中NT、NK的差值都在20 g/L以上，這可能是影響溶液黏度的一個主要方面。

(4)生產上配礦時應注意礦石選用，不同礦石可以影響晶種沉降槽浮游物的高低，而且印度礦會使溶液中的碳酸鹽迅速積累，澳礦中硫酸根離子等雜相的積累會導致蒸發(fā)結疤加重，降低效率。