鋁土礦選擇性絮凝分離新工藝研究.pdf

1、采用工藝先進(jìn)、成本較低的拜耳法是我國氧化鋁工業(yè)的發(fā)展方向。拜耳法的應(yīng)用要求有高鋁硅比的鋁土礦原料，而我國鋁土礦的鋁硅比普遍偏低，因此，通過選礦脫硅提高鋁土礦鋁硅比具有非常重要的意義。本文在總結(jié)和分析大量國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，圍繞開發(fā)或?qū)ふ腋哌x擇性的絮凝劑，實(shí)現(xiàn)一水硬鋁石與鋁硅酸鹽礦物的選擇性絮凝分離，進(jìn)行了較系統(tǒng)的試驗(yàn)研究。 采用沉降試驗(yàn)方法，詳細(xì)考查了一水硬鋁石、高嶺石、伊利石和葉蠟石四種單礦物在不同條件下的分散行為。進(jìn)行了

2、人工混合礦和實(shí)際礦石的選擇性絮凝分離試驗(yàn)，均取得了較為滿意的結(jié)果。論文最后借助動電位測試、紅外光譜、顯微照相、X射線衍射等分析手段對絮凝劑與礦物之間的作用機(jī)理進(jìn)行了探討。 單礦物試驗(yàn)結(jié)果表明：四種礦物在強(qiáng)酸性條件下，均呈凝聚狀態(tài)；在中等堿性或強(qiáng)堿性條件下，則基本處于穩(wěn)定的分散狀態(tài)。四種礦物的分散性順序?yàn)椋阂晾?葉蠟石>高嶺石>一水硬鋁石。pH值為2～12的范圍內(nèi)，聚丙烯酸鈉對一水硬鋁石表現(xiàn)出了較強(qiáng)的絮凝能力，沉降產(chǎn)物產(chǎn)率基本保

3、持在95％以上。在pH>9.5的條件下，一水硬鋁石與硅酸鹽礦物間的沉降產(chǎn)物產(chǎn)率差值大于60％。這說明聚丙烯酸鈉在pH>9.5的條件下可能實(shí)現(xiàn)鋁土礦的鋁硅選擇性絮凝分離。聚丙烯酰胺類絮凝劑對一水硬鋁石具有很強(qiáng)的絮凝能力，但陰離子型的選擇性相對較差。三種有機(jī)小分子藥劑中，順丁烯二酸酐對一水硬鋁石的絮凝能力稍強(qiáng)，且選擇性較好的pH范圍相對較寬。金屬離子對四種礦物的分散行為有不同程度的影響，且隨離子價態(tài)增加，表現(xiàn)出的凝聚作用增強(qiáng)。 分別

4、采用聚丙烯酸鈉、順丁烯二酸酐作絮凝劑，以Na<,2>CO<,3>和NaOH作調(diào)整劑，進(jìn)行了人工混合礦和實(shí)際礦石的絮凝分離試驗(yàn)。結(jié)果表明，聚丙烯酸鈉的指標(biāo)優(yōu)于順丁烯二酸酐，且Na<,2>CO<,3>作調(diào)整劑的效果優(yōu)于NaOH。對含一水硬鋁石80％、伊利石10％、葉蠟石10％三種礦物的人工混合礦，原礦鋁硅比為5.86，含Al<,2>O<,3>69.61％，SiO<,2>11.88％，采用聚丙烯酸鈉2.5mg／L為絮凝劑，Na<,2>CO<,

5、3>調(diào)節(jié)pH 9.6左右，絮凝分離沉降產(chǎn)物產(chǎn)率達(dá)到70％，SiO<,2>含量降低至7.4％，鋁硅比接近9。對含一水硬鋁石78％、伊利石9％、葉蠟石9％、高嶺石4％四種礦物的人工混合礦，原礦鋁硅比為5.64，含Al<,2>O<,3>69.08％，SiO<,2>12.25％，采用聚丙烯酸鈉2.5mg／L為絮凝劑，Na<,2>CO<,3>調(diào)節(jié)pH為10左右時，絮凝分離沉降產(chǎn)物產(chǎn)率達(dá)到80％，SiO<,2>含量降低至7.9％左右，其鋁硅比可從5

6、.64提高至8.5以上。對河南A／S5.6左右的鋁土礦實(shí)際礦石，以聚丙烯酸鈉為選擇性絮凝劑，碳酸鈉為礦漿分散劑，在pH值9.5～10范圍內(nèi)，聚丙烯酸鈉用量為7g／t，Na<,2>CO<,3>用量5kg／t時，經(jīng)3次選擇性絮凝分離，可以取得精礦A／S為8.9，Al<,2>O<,3>回收率86.98％的良好指標(biāo)。機(jī)理研究分析表明：一水硬鋁石被破碎磨細(xì)時，表面暴露有大量的Al-O鍵和Al-OH鍵，易與陰離子型的藥劑發(fā)生靜電及吸附作用，而鋁硅酸

7、鹽礦物表面暴露的Al-O鍵和Al-OH鍵卻少得多。電位分析測試表明，與聚丙烯酸鈉作用后，一水硬鋁石的電位偏移最大，等電點(diǎn)由6偏移至4附近，表明聚丙烯酸鈉在其表面吸附較多。紅外光譜分析顯示聚丙烯酸鈉與一水硬鋁石作用后，在1640cm<'-1>處產(chǎn)生新峰，與聚丙烯酸鈉跟Al<'3+>作用時在1624cm<'-1>處生成的新峰相對應(yīng)，表明聚丙烯酸鈉在一水硬鋁石表面發(fā)生化學(xué)吸附并生成了新的物質(zhì)。XRD分析顯示實(shí)際礦石分離后的尾礦中一水硬鋁石的峰