貴州某高硫鋁土礦浮選脫硫試驗

許 斌

(中鋁中州礦業(yè)有限公司)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，對礦產(chǎn)資源的需求量也逐漸增加，礦產(chǎn)資源尤其是鋁土礦資源的貧化也越來越嚴(yán)重。當(dāng)前高鋁低硅的鋁土礦資源量已不能滿足氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)的需要，高硫鋁土礦資源則日益受到人們的關(guān)注。如何實現(xiàn)高硫鋁土礦高效脫硫、避免因硫含量過高影響拜耳法生產(chǎn)，為氧化鋁生產(chǎn)提供穩(wěn)定的高鋁硅比、低硫的鋁土礦精礦，對我國鋁工業(yè)及經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展具有重要意義。當(dāng)前國內(nèi)對高硫鋁土礦脫硫研究較多，其中原礦硫含量主要集中在1%～3%，對于硫含量高于3%的高硫鋁土礦研究則較少。對貴州某地硫含量高達(dá)5.45%的高硫鋁土礦進(jìn)行浮選脫硫試驗，以獲得合格鋁土礦精礦，并為高硫鋁土礦的開發(fā)利用提供參考。

1 原礦性質(zhì)

貴州某高硫鋁土礦礦物組成復(fù)雜，嵌布粒度較細(xì)，屬于難選高硫鋁土礦。對礦石進(jìn)行化學(xué)多元素分析和主要礦物組成分析，結(jié)果分別見表1、表2。

表1 礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

表2 礦石主要礦物組成 %

由表1、表2可知，該高硫鋁土礦Al2O3品位57.34%，硫含量高達(dá)5.45%。主要有用礦物一水硬鋁石占55.00%，其他脈石礦物為伊利石，占14.50%、高嶺石占3.50%、綠泥石占2.13%，白云石、方解石少量，含鐵礦物為黃鐵礦、菱鐵礦，鈦礦物為金紅石和銳鈦礦。

2 試驗結(jié)果與討論

擬采用浮選工藝對該高硫鋁土礦進(jìn)行脫硫試驗，考察磨礦細(xì)度、抑制劑SNS、捕收劑丁基黃藥、礦漿pH、活化劑硫酸銅對脫硫效果的影響，條件試驗流程見圖1。

圖1 浮選脫硫條件試驗流程

2.1 磨礦細(xì)度試驗

磨礦細(xì)度直接影響高硫鋁土礦的浮選脫硫效率。磨礦細(xì)度越細(xì)，有用礦物一水硬鋁石與脈石礦物硫鐵礦的解離越充分。為節(jié)約磨礦能耗，在保證選礦指標(biāo)的前提下，應(yīng)盡量保持磨礦細(xì)度處于較粗水平。在SNS用量900 g/t、礦漿pH=8、硫酸銅用量100 g/t、丁基黃藥用量350 g/t的條件下進(jìn)行浮選脫硫磨礦細(xì)度試驗，結(jié)果見圖2。

圖2 磨礦細(xì)度對浮選脫硫指標(biāo)的影響

從圖2可知，隨著磨礦細(xì)度的增大，鋁土礦精礦硫含量不斷降低，脫硫率逐漸升高，原因是礦石中硫礦物因磨礦細(xì)度的升高而逐漸解離，分選效率提高。磨礦細(xì)度-0.074 mm 85%時，鋁土礦精礦硫含量為1.53%，脫硫率77.39%。繼續(xù)增大磨礦細(xì)度，鋁土礦精礦硫含量下降和脫硫率上升幅度均很小，因此確定磨礦細(xì)度為-0.074 mm 85%。

2.2 捕收劑試驗

在磨礦細(xì)度-0.074 mm 85%、SNS用量900 g/t、礦漿pH=8、硫酸銅用量100 g/t的條件下，進(jìn)行捕收劑丁基黃藥用量試驗，結(jié)果見圖3。

圖3 丁基黃藥用量對浮選脫硫的影響

由圖3可知，隨著丁基黃藥用量的增加，鋁土礦精礦硫含量先快速下降后趨于穩(wěn)定，脫硫率先迅速上升后變化不大，拐點均出現(xiàn)在丁基黃藥用量為400 g/t時，因此選擇丁基黃藥用量為400 g/t。

2.3 礦漿pH試驗

浮選礦漿pH對浮選指標(biāo)影響較大，浮選藥劑在合適的礦漿pH下才能充分發(fā)揮作用，單體解離的目的礦物才能充分上浮。為不影響后續(xù)氧化鋁堿性生產(chǎn)工藝，浮選脫硫試驗宜在堿性條件下進(jìn)行。采用碳酸鈉作為pH調(diào)整劑，在磨礦細(xì)度-0.074 mm 85%，SNS用量為900 g/t、硫酸銅用量100 g/t、丁基黃藥用量400 g/t的條件下，進(jìn)行礦漿pH試驗，結(jié)果見圖4。

圖4 礦漿pH對浮選脫硫的影響

由圖4可知，隨著礦漿pH的升高，鋁土礦精礦硫含量先降低后升高，脫硫率先上升后下降。當(dāng)?shù)V漿pH=8.5時，鋁土礦精礦硫含量最低，脫硫率最高，因此選擇礦漿pH=8.5進(jìn)行浮選試驗。

2.4 硫酸銅試驗

硫酸銅是硫鐵礦常用的活化劑，其用量對高硫鋁土礦浮選脫硫指標(biāo)影響較大。在磨礦細(xì)度-0.074 mm 85%、SNS用量900 g/t、礦漿pH=8.5、丁基黃藥用量400 g/t的條件下進(jìn)行硫酸銅用量試驗，結(jié)果見圖5。

圖5 硫酸銅用量對浮選脫硫的影響

由圖5可知，隨著硫酸銅用量的增加，鋁土礦精礦硫含量呈下降趨勢，脫硫率呈上升趨勢。在硫酸銅用量超過200 g/t時，鋁土礦精礦硫含量下降幅度和脫硫率升高幅度均很小，因此確定硫酸銅用量為200 g/t。

2.5 SNS用量試驗

該高硫鋁土礦磨礦后泥化嚴(yán)重，浮選過程中會出現(xiàn)夾帶問題，造成一水硬鋁石的損失。抑制劑SNS是很好的礦泥分散劑，同時也是脈石礦物的抑制劑，添加SNS能達(dá)到分散礦漿、有效脫除硫礦物的目的。在磨礦細(xì)度-0.074 mm 85%、礦漿pH=8.5、硫酸銅用量200 g/t、丁基黃藥用量400 g/t的條件下進(jìn)行SNS用量試驗，結(jié)果見圖6。

圖6 抑制劑SNS用量對浮選脫硫的影響

由圖6可知，隨著SNS用量的增加，鋁土礦精礦硫含量逐漸下降，脫硫率先上升后趨于穩(wěn)定，綜合考慮選擇SNS用量為1 500 g/t。

2.6 閉路浮選試驗

在浮選脫硫條件試驗的基礎(chǔ)上，采用1粗3精2掃流程進(jìn)行閉路浮選試驗。流程見圖7，結(jié)果見表3。

圖7 閉路浮選試驗流程

表3 閉路浮選試驗結(jié)果 %

表3表明，原礦磨礦至-0.074 mm 85%，經(jīng)1粗3精2掃流程閉路浮選，可獲得硫含量0.32%的鋁土礦精礦，低于氧化鋁拜耳法要求的0.4%，脫硫率94.89%，指標(biāo)較好。

3 結(jié) 論

貴州某高硫鋁土礦含硫5.45%，主要有用礦物為一水硬鋁石，嵌布粒度較細(xì)，屬難

選高硫鋁土礦，須采用浮選脫硫工藝降低硫含量后才可用作氧化鋁生產(chǎn)原料。

在磨礦細(xì)度-0.074 mm 85%，抑制劑SNS用量1 500 g/t、礦漿pH=8.5、活化劑硫酸銅用量100 g/t、捕收劑丁基黃藥用量400 g/t的條件下，原礦經(jīng)1粗3精2掃閉路流程浮選，鋁土礦精礦硫含量降低至0.32%，滿足拜耳法生產(chǎn)要求，脫硫率94.89%，尾礦硫品位高達(dá)39.11%，可作為生產(chǎn)硫酸的原材料，實現(xiàn)尾礦的零排放。

[1] 李長凱.提高高硫鋁土礦脫硫效率的基礎(chǔ)研究[D].長沙:中南大學(xué),2011.

[2] 何伯泉,羅 琳.試論我國高硫鋁土礦脫硫新方案[J].輕金屬,1996(12):3-5.

[3] 馬智敏,陳興華,熊道陵,等.湖北某地高硫鋁土礦浮選脫硫試驗研究[J].礦冶工程,2016(4):33-36.