铝土矿是一种含有较高氧化铝的矿物,是制造铝和铝合金的主要原料。铝土矿的品位和性质不同,需要采用不同的选矿工艺流程,以提高氧化铝的回收率和品质,降低生产成本和环境影响。铝土矿的主要选矿方法有以下几种:
- 洗矿法:洗矿法是利用水流冲刷和分离铝土矿中的泥土、粘土、有机物等杂质,提高铝土矿的铝硅比和氧化铝含量的方法。洗矿法是最简单、有效、经济的选矿方法之一,适用于质地松散、颗粒粗大、杂质含量低的铝土矿。洗矿法通常与筛分、重选、浮选等方法结合使用,以进一步提高选别效果。
- 浮选法:浮选法是利用铝土矿中不同矿物的表面性质差异,通过添加药剂,使目标矿物选择性地附着在气泡上,从而实现与脉石分离的方法。浮选法适用于嵌布细密、难以用重选或磁选分离的铝土矿。浮选法可以分为正浮选和反浮选两种,正浮选是指浮出含氧化铝较高的一水硬铝石或三水铝石,反浮选是指浮出含硅酸盐较高的高岭石或伊利石。浮选药剂通常采用油酸钠、塔尔油、机油等有机物作为捕收剂,在碱性介质中进行。
- 磁选法:磁选法是利用铝土矿中不同矿物的磁性差异,通过施加外加磁场,使目标矿物受到不同的作用力,从而实现与脉石分离的方法。磁选法适用于含有较多含铁或含钛的铝土矿。根据所需去除的杂质类型和数量,可以采用弱磁选、强磁选或高梯度强磁选等不同方式进行。
- 化学选矿法:化学选矿法是利用化学反应或物理变化,改变铝土矿中不同成分的溶解度或相态,从而实现与脉石分离的方法。化学选矿法适用于含有较多硅酸盐或硫化物等难以用物理方法分离的铝土矿。常见的化学选矿方法有焙烧脱硅、焙烧脱硫、碱浸脱硅等。
根据不同类型和品位的铝土矿,可以采用单一或组合的工艺流程进行选别。以下是几种常见类型的铝土矿及其对应的工艺流程:
- 三水铝石-高岭石类铝土矿:该类铝土矿主要由三水铝石和高岭土组成,含氧化铝40%左右,含硅酸盐30%左右,含铁和钛较少。该类铝土矿的选矿工艺流程如下:
- 粉碎分级:将原矿经过破碎、筛分、磨矿等工序,将其分离成不同粒度的颗粒,以便进行后续处理。一般将原矿分为-0.5mm和+0.5mm两部分,前者进入浮选流程,后者进入重选流程。
- 重选:将+0.5mm的原矿经过重介质分选或重力分选,将其分为轻、中、重三部分。轻部分为高岭土,中部分为三水铝石,重部分为含铁或含钛的杂质。轻部分和重部分作为尾矿排出,中部分作为粗精矿进入浮选流程。
- 浮选:将-0.5mm和+0.5mm的粗精矿混合后,经过脱泥、脱水等预处理,进入浮选槽进行浮选。在碱性介质中,加入油酸钠、塔尔油、机油等药剂,使三水铝石浮出,高岭土沉降。浮出的三水铝石经过洗涤、脱水等后处理,得到氧化铝含量达到50%以上的浮选精矿。沉降的高岭土作为尾矿排出或回收利用。
- 一水硬铝石-高岭石类铝土矿:该类铝土矿主要由一水硬铝石和高岭土组成,含氧化铝45%左右,含硅酸盐25%左右,含铁和钛较少。该类铝土矿的选矿工艺流程如下:
- 粉碎分级:将原矿经过破碎、筛分、磨矿等工序,将其分离成不同粒度的颗粒,以便进行后续处理。一般将原矿分为-0.074mm和+0.074mm两部分,前者进入浮选流程,后者进入重选流程。
- 重选:将+0.074mm的原矿经过重介质分选或重力分选,将其分为轻、中、重三部分。轻部分为高岭土,中部分为一水硬铝石,重部分为含铁或含钛的杂质。轻部分和重部分作为尾矿排出,中部分作为粗精矿进入浮选流程。
- 浮选:将-0.074mm和+0.074mm的粗精矿混合后,经过脱泥、脱水等预处理,进入浮选槽进行浮选。在碱性介质中,加入油酸钠、塔尔油、机油等药剂,使一水硬铝石浮出,高岭土沉降。浮出的一水硬铝石经过洗涤、脱水等后处理,得到氧化铝含量达到55%以上的浮选精矿。沉降的高岭土作为尾矿排出或回收利用。
- 含铁或含钛的铝土矿:该类铝土矿除了含有一水硬铝石或三水铝石或三水铝石等氧化铝矿物外,还含有较多的含铁或含钛的矿物,如赤铁矿、钛铁矿、金红石等,使得铝土矿的颜色呈红色或黑色。该类铝土矿的选矿工艺流程如下:
- 粉碎分级:将原矿经过破碎、筛分、磨矿等工序,将其分离成不同粒度的颗粒,以便进行后续处理。一般将原矿分为-0.074mm和+0.074mm两部分,前者进入浮选流程,后者进入重选流程。
- 重选:将+0.074mm的原矿经过重介质分选或重力分选,将其分为轻、中、重三部分。轻部分为高岭土,中部分为一水硬铝石或三水铝石,重部分为含铁或含钛的杂质。轻部分和重部分作为尾矿排出,中部分作为粗精矿进入浮选流程。
- 浮选:将-0.074mm和+0.074mm的粗精矿混合后,经过脱泥、脱水等预处理,进入浮选槽进行浮选。在碱性介质中,加入油酸钠、塔尔油、机油等药剂,使一水硬铝石或三水铝石浮出,高岭土沉降。浮出的一水硬铝石或三水铝石经过洗涤、脱水等后处理,得到氧化铝含量达到50%以上的浮选精矿。沉降的高岭土作为尾矿排出或回收利用。
- 磁选:将浮选精矿经过干式或湿式强磁选,去除其中的赤铁矿、钛铁矿、金红石等含铁或含钛的杂质。经过强磁选后,得到氧化铝含量达到60%以上的最终精矿。含铁或含钛的杂质作为尾矿排出或回收利用。
以上是几种常见类型的铝土矿及其对应的选别工艺流程。实际上,由于不同地区和不同来源的铝土矿的成分和性质差异较大,需要根据具体情况进行试验和优化,以确定最适合的工艺流程和参数。此外,还需要考虑到选别过程中的能耗、水耗、环境影响等因素,以实现资源节约和环境保护的目标。