選礦拜耳法氧化鋁生產中鐵硫的富集及處理對策探究

郝海正

（中國有色金屬建設股份有限公司，北京 100029）

在我國氧化鋁工業產業發展中，通過選礦拜耳法的使用，可以達到污染小及低能耗的目的。但是，在該種技術使用中，由于我國鋁礦質量的下降，鋁礦資源開采中需要加入絮凝劑等才可以滿足資源的開采需求，這種現象的發生會為鋁資源的開采帶來影響。因此，在研究中，根據選礦拜耳法技術使用特點，對氧化鋁資源開采中的鐵硫富集問題進行研究，分析引發問題的原因，并構建針對性的解決方案，以便為氧化鋁產業提供行之有效的處理方案，降低產業的運行成本，推動行業的穩步發展。

1 選礦拜耳法及其工藝流程

1.1 選礦拜耳法

對于選礦拜耳法而言，主要是根據拜耳法的工藝需求，針對高含硅礦物質的特點，通過工藝的選擇、調整等，與選冶技術進行聯合，提高資源開采及利用的整體效率，滿足當前氧化鋁工業產業的發展需求[1]。

1.2 選礦拜耳法工藝原理

在選礦拜耳法使用中，一般需要經過破碎、濕磨、溶出、稀釋、沉降分離以及赤泥洗滌、晶種分解、煅燒、蒸發等。

1.3 選礦拜耳法的技術優勢

結合氧化鋁生產中鐵硫的富集處理狀況，通過選礦拜耳法的使用，技術優勢如下：第一，在選礦拜耳法使用中，會將選礦以及冶煉融合，發揮鐵硫富集處理的優勢；而且，該種技術相對簡單，通過先進技術的使用，可提高鋁土礦資源的處理效率，滿足行業的可持續發展需求。因此，該技術具有一定的優勢。第二，推動鋁礦生產技術的創新，結合氧化鋁工業產業的運行及發展現狀，在鋁產業構建中，通過選礦拜耳法的使用不僅可以降低投資成本、優化工藝資源的配置效率，而且也可以推動產業的創新[2]。例如，在氧化鋁產業中，通過選礦拜耳法技術的運用，其中的礦增濃溶技術可以處理鋁石型的礦土資源，而且該技術會降低能源損耗，充分滿足我國氧化鋁工業產業的經濟發展需求。第三，成本優勢。與傳統鋁礦資源生產狀況相比，選礦拜耳法技術的成本費用相當于原礦采購的20%，從而可降低鋁化物質的開采成本，提高資源利用的經濟效益。

2 鐵硫排查

2.1 排查實驗

通過對氧化鋁工業產業運行狀況，通過選礦拜耳法的使用，成品氧化鋁鐵以及硫含量呈現出不斷升高的現象。實驗中，通過選礦拜耳法以及低溫拜耳法的對比，對發生鐵硫富集的原因進行分析。

2.2 鐵硫的富集的影響

在選礦拜耳法氧化鋁生產的過程中，當出現鐵硫富集的問題，其影響因素如下：第一，浮選過程中泡沫造成的影響。選礦拜耳法氧化鋁生產中，浮選中的礦化氣泡是較為常見的，泡沫的出現會對物料流動、設備凈容積的綜合使用造成影響，無法提高鋁礦資源開采的效率，長期會引發精礦冒槽的問題。第二，溶出后的母液殘留。在精礦溶出后，泡沫的出現會減少槽存，引發泡沫的位置包括：赤泥沉降分離槽、種分槽等，若這些有機溶劑殘留的現象不能及時處理，會引發系統冒槽以及泡沫積存的問題，增加氧化鋁工業產業的運行難度[3]。

2.3 結果分析

兩種實驗結果如表1、表2。

表1 低溫拜耳法的鐵硫結果

表2 選礦拜耳法的鐵硫結果

在表1及表2結果分析中可以發現，首先，在母液、溶出液以及精液中，選礦拜耳的S2-明顯高出低溫拜耳實驗，這種情況與S2-存在狀態有一定關聯。在選礦拜耳法使用的過程中，由于資源中含有大量的有機物，這些物質作為還原性的物質，可以提高硫的溶出效率。其次，在選礦拜耳法使用中，NaCl的含量高于低溫拜耳法10倍，這種現象主要是由于浮選藥劑中的NaCl會伴隨精礦進入出現硫增多的問題。

2.4 生產波動

通過選礦拜耳法氧化鋁生產中鐵硫波動現象的分析，引發鐵硫的遠近不僅包括鐵含量超標，而且也包含硫含量升高，這會引發生產系統的不穩定，實驗中，對生產系統的波動變化進行總結，變化如下。

（1）漿液顏色的變化。通過對實驗研究的分析可以發現，當系統中的粗液以及精液顏色發生改變，母液過濾后會由白色變為淡灰色，在觀察一個階段（30d）之后，粗液以及精液會變黑，其中的過濾性能會呈現惡化的狀態，而且，在正常的操作下也會出現不掛餅的現象。

（2）赤泥分離的沉降變化。在選礦拜耳法氧化鋁生產中，當進行鐵硫富集現象處理時，存在著一定的波動問題：第一，赤泥分離中，系統長時間運行中存在著不穩定的現象，例如，當系統壓產達到70%之后，會增加單位體積中的物料沉降，這種情況下并不會明顯改善沉降系統的運行狀態。第二，在提高配料中，在不同區域添加液體絮凝劑，可以改善系統沉降的問題，但是，其中的可沉降性能是影響鐵硫處理的主要因素。所以，在選礦拜耳法氧化鋁生產中，應該根據鐵硫的富集狀態選擇處理方案，以降低富集對選礦拜耳法氧化鋁生產造成的影響。第三，在氧化鋁工業產業中，當選擇選礦拜耳法，會出現管道磨損嚴重以及漏電增多的現象，這一問題與選礦拜耳法氯離子含量過高存在關聯。

3 選礦拜耳法氧化鋁生產中鐵硫的富集及處理策略

（1）溶出前的處理。在氧化鋁工業生產中，當使用選礦拜耳法，需要在溶出前對礦漿進行攪拌及保溫處理。一般情況下，需要將鋁礦漿攪拌保溫6h～8h，并在達到模擬脫硅條件之后，硫的轉化率會逐漸降低，降低的最高狀態可達到25%。因此，在氧化鋁生產中，通過溶出前攪拌保溫方式的運用，可以降低硫的轉化率，提高鐵硫處理的整體效率。

（2）空氣攪拌氧化處理。將鋁酸鈉溶液融入空氣會形成Na2SO4，當溶液蒸發之后會在精液系統中進行空氣氧化，母液中的Na2SO4會與Na2CO3一同析出，并在之后的燃燒法配料處理中進行鐵硫處理，提高鐵硫富集處理的整體效率。

（3）精液冷卻處理技術。通過對選礦拜耳法使用技術的分析，整個處理過程會溫度降低而發生改變，其中的FeS沉淀容易被氧化析出，也就是說，在這種條件下，通過溶液的冷卻處理，可以有效去除部分FeS，使整個物質呈現出硫平衡的狀態，提高靜冷卻處理技術的使用價值。

（4）部分母液的處理技術。一般情況下，在選礦拜耳法氧化鋁生產中的鐵硫富集處理中，需要確定以下技術處理形式：第一，在部分母液的蒸發結晶燒結工藝中，會在根本上降低溶液中的有機物，主要是由于拜耳法溶液會將有機物富集，當富集狀態達到一定狀態時，不僅會降低溶液的產出率，而且會降低氧化鋁的產量，降低赤泥沉降的速度，有效增強溶液的密度。第二，在部分母液脫硫劑使用中，當加入氧化鋇時，可以去除富集有機物中的S2-。第三，將母液中加入ZnO時，會析出溶液中的硫，并行成硫化鋅，當進行脫硫時，其中的鐵元素也會被清除，提高鐵硫富集處理的整體效果。因此，在選礦拜耳法氧化鋁生產中，應該根據鐵硫的富集狀態選擇處理方案，以降低鐵硫富集對選礦拜耳法氧化鋁生產造成的影響。

4 結語

總而言之，在選礦拜耳法氧化鋁生產技術使用中，由于其技術的特殊性，在鐵硫處理中存在著一些安全問題，為了在整個過程中提高鐵硫處理的效率，保證相關工作人員的安全性，技術使用中需要仔細分析安全隱患，通過各項危險因素的確定，進行選礦拜耳法氧化鋁生產技術的使用，以便更好的提高氧化鋁工業生產中鐵硫的處理效率，為行業的安全、穩步發展提供參考。