极难选高硅型铝土矿反浮选脱硅的研究（材料3）ppt培训课件.ppt

极难选高硅型铝土矿 反浮选脱硅的研究,,主要研究内容,铝土矿资源概况,,相对集中 规模巨大,,,一水硬铝石,分布集中,,中铝、低硅、高铝硅比,高铝、高硅、低铝硅比,230亿吨,20.78亿吨,,,河南、山西、贵州、广西山东、四川,几内亚、澳大利亚、巴西,,,中国,世界,(除中国),,铝土矿矿物嵌布关系及赋存状态,高岭石,稀疏分布,40um,,含水埃洛石,与一水硬铝石伴生,,,35～45um,一水硬铝石,均匀分布,,45~60um,,,铝土矿矿物嵌布关系及赋存状态,硫化物,零星分布,2~20um,,黄铁矿,钛矿物,伴生,,锐钛矿,,1~8um,石 英,细小，稀疏,,2~8um,,,,,氧化铝工业现状,拜耳法,高品位铝土矿,氧化铝,中低品位铝土矿,联合法或烧结法,氧化铝,,,选矿,流程简单、能耗低、成本低,,,铝土矿选矿脱硅现状,物理脱硅,生物脱硅,化学脱硅,浮选脱硅,正浮脱硅,反浮脱硅,,,,泡沫产率大、药剂用量大、 精矿药剂残余量大、脱水困难 影响后续拜耳法溶出,,泡沫产率小 精矿药剂残余量少 容易过滤,,铝土矿反浮选脱硅的研究现状,反浮选脱硅药剂的研究,,影响反浮选脱硅物理因素的研究,,主要矿物的晶体结构和表面化学性质的研究,,反浮选脱硅的工艺流程研究,,研究的意义,贵州全省最大的猫场地区铝土矿资源，矿石铝硅比平均小于7，显然不能直接作为拜耳法生产氧化铝的原料。

我国近年来铝土矿脱硅研究主要是针对河南、山西等地的铝土矿，并且反浮选脱硅的试验研究还处于试验阶段鉴于反浮选脱硅的优点，同时为了贵州铝工业的可持续发展，使资源得到合理利用，决定对贵州高硅型铝土矿进行反浮选脱硅试验研究研究内容及目标,铝土矿原矿Al2O3≥60%，A/S 5～7,S约1%；浮选精矿A/S≥10，Al2O3≥83%，S<0.3%,,反浮选脱硅新工艺、新药剂的试验研究,,反浮选脱硅理论研究,,矿泥对反浮选脱硅影响的试验机理探讨,,高硅型铝土矿选矿技术难点,,,贵 州 高硅型铝 土 矿,一 水 硬 铝 石 与 脉 石,脉石矿物除石英外同为含铝矿物,,,,,,矿物嵌布粒度细,,主要脉石矿物间碎、磨差异较大,,阳离子捕收剂反浮选困难,,,,,,,,,,矿 物 的 分 选,单体解理需要细磨，而微细粒选矿技术难度大,高岭石、含水埃洛石优先被粉碎，而石英硬度非常大，有时甚至会出现石英仍未单体解理时高岭石和含水埃洛石严重过粉碎，从而恶化分选过程,矿泥的影响非常严重，细磨-罩盖现象严重，粗磨-单体解理不完全,大，精矿不易过滤,技术难度大，分离效率低，浮选过程夹杂严重，精矿药剂残余量,部分界面化学性质相近，分选困难,2 试 样,,实际矿石矿样取自贵州清镇猫场,,Al2O3 61.55% SiO2 10.99% A/S：5.60,,高硅脉石矿物和一水硬铝石均取自贵铝一矿,A/S：2.35,A/S：28.2,,,,研究方法,实际矿石,磨 矿,浮 选,化 验,样 品,,,,,,单矿物,100mlXFG浮选,称重,回收率,,,,3 工艺矿物学研究,碎矿产品粒度组成考察,,磨矿产品粒度组成考察,,原矿性质考察,,,贵州铝土矿与北方铝土矿成矿规律考察,贵州铝土矿与北方铝土矿的成矿规律,贵州铝土矿,北方铝土矿,早石炭纪至晚石炭纪,中石炭纪,红土风化壳（铝高、硅高、铝硅比低）,碳酸盐岩（铝低、硅低、铝硅比高）,成矿时间和成矿母岩,｛,｛,区别：,试样光谱分析结果,试样多元素分析结果,试样矿物组成分析,,碎矿产品粒度组成考查,试样破碎产品筛析结果,,磨矿产品粒度组成考查,试样磨矿产品粒度分析结果,矿石性质小结,,在碎、磨过程中，贵州铝土矿表现出一定的选择性碎、磨特征，即铝矿物优先被磨细，硅矿物较难被磨细，硅矿物比铝矿物硬度大，随磨矿细度的提高，铝硅比逐渐提高,贵州铝土矿含硅矿物除石英和高岭石外，还含有含水埃洛石，同时，由于黄铁矿的存在导致了矿石中硫的含量过高,,在碎矿和磨矿产品中，都不能通过筛分或脱泥的办法从试样中直接抛除粗粒级尾矿或得到细粒级精矿,,4 矿物的晶体结构、表面性质与可浮性,一水硬铝石的晶体结构（Al2O3·H2O）,链状结构 斜方晶系,4 矿物的晶体结构、表面性质与可浮性,高岭石的晶体结构（Al4(Si4O10)(OH)8 ）,层状结构 三斜晶系,4 矿物的晶体结构、表面性质,石英的晶体结构（SiO2）,架状结构Si-O原子键结合,铝硅矿物的表面性质,1.接触角与pH值的关系,,,,铝硅矿物的表面性质,一水硬铝石,2.表面荷电机理,一水硬铝石表面荷电机理示意图,硅酸盐矿物,端面,层面,离子键 共价键,同一水硬铝石,,,Si-O Al-O 饱和不带电,,,类质同向,Si4+被Al3+或Fe3+,正电不足带电,｛,+,+,2,2,pH值对铝—硅矿物浮选行为的影响,,,调整剂对一水硬铝石浮选行为的影响,----OHDF：×103mg/L (BS-3：8.0×10-3mol/L，pH=5.5) ﹡ ----单宁：×10 mg/L (BS-3：8.0×10-3mol/L，pH=5.5) ●----柠檬酸钠：×10 mg/L (BS-3：8.0×10-3mol/L，pH=5.5) ▲----TZ-1：×100mg/L (BS-3：8.0×10-3mol/L，pH=5.5) ◆----聚丙烯酰胺：×10 -2mg/L (BS-3：8.0×10-3mol/L，pH=5.5) ×----SHMP：×100 mg/L (BS-3：8.0×10-3mol/L，pH=5.5) －----CMC：×10 mg/L (BS-3：8.0×10-3mol/L，pH=5.5) —----SFL：×10-3mol/L (BS-3：8.0×10-3mol/L，pH=5.5),6 铝土矿主要组成矿物的浮选行为,,,磨矿均匀性研究,矿浆浓度对浮选指标的影响,浮选药剂试验研究,流程结构试验研究,强化二次富集技术的应用,高硅型铝土矿磨矿均匀性研究,矿浆浓度对浮选指标的影响,矿浆浓度对比试验结果,调整剂试验研究,,,,1.pH值对比试验结果,抑制剂对比试验结果,2.抑制剂对比试验结果,分散剂对比试验结果,-37微米,含量多,电凝聚,,,分散剂对比试验结果,调整剂试验小结,TZ-1是一水硬铝石的有效抑制剂,,,铝土矿反浮选最佳的pH值在5.5左右，硫酸是合适的pH调整剂,SHMP是铝土矿反浮选的理想分散剂,,捕收剂试验研究,,BS-1,BS-2,BS-3,BS-4,BS-5,BS-6,捕收剂对比试验结果,,,,,,,,BS-1 BS-2 BS-3 BS-4 BS-5 BS-6,起泡剂种类试验结果,起泡剂对比试验结果,条件试验小结,反浮选宜在酸性条件下进行，合适的pH值为5.5，硫酸是适宜的pH调整剂,,分散剂有利于改善浮选效果， SHMP是适宜的分散剂,,磨矿设备以棒磨机为宜，一段选别的适宜磨矿细度为70％－200目,,TZ－1是一水硬铝石有效的抑制剂,,系统条件试验小结,选择的捕收剂有很强的起泡性能，在反浮选试验中无需单独添加起泡剂,,,BS-3是贵州铝土矿含硅矿物的适宜捕收剂,仅靠磨矿细度和最佳药剂选择尚不能取得满意的试验指标，必须通过进一步的流程结构试验达到强化分选的目的，提高精矿的铝硅比和回收率,,流程结构试验,对选出的泡沫进行多次扫选，降低泡沫中的铝矿物含量，提高泡沫中硅矿物的含量,,对扫选得到的中矿进行再磨再选，从中矿中再回收一部分高铝硅比的精矿，从而确保精矿回收率,,阶段磨矿、阶段选别，分段分点加药，对槽内矿浆进行多段精选，尽可能多地选出含硅矿物，从而确保槽内产品铝硅比达标,,严格控制矿浆pH值，控制药剂用量，采用强化分离手段进行二次富集，确保最终的精矿铝硅比和回收率达标,,,阶段磨矿阶段选别试验,,,,,,,,,,二粗二精一次扫选试验,,,,,,,,,,二粗二精二次扫选试验,,,,,,,,,,小型闭路试验,,,,,,,,,,中矿再磨再选试验,,,,,,,,,强化浮选试验结果,7 铝土矿反浮选脱硅可行性分析,1. 临界胶团浓度(CMC),CMC=0.063mol/L,矿物表面Zeta电位与捕收剂的可行性分析,一水硬铝石的 Zeta电位与季胺盐浓度的关系,1×10-5 5×10-5 1×10-4 5×10-4 1×10-3,脉石矿物,矿物表面Zeta电位与捕收剂的可行性分析,pH=5.5,脉石矿物的 Zeta电位与季胺盐浓度的关系,1×10-5 5×10-5 1×10-4 5×10-4 1×10-3,BS-3在脉石矿物表面吸附作用力分析,,BS-3以静电力或氢键方式作用于脉石矿物表面,BS-3以疏水方式作用于脉石矿物表面,7 铝土矿反浮选脱硅可行性分析,矿泥对浮选指标的影响,脉石矿物与一水硬铝石粒级与回收率的关系,150,矿泥对矿物表面的罩盖现象,矿石细磨后泡沫产品扫描电镜,7 铝土矿反浮选脱硅可行性分析,分散剂对矿泥罩盖的影响试验研究,150,SHMP的添加对矿物表面的影响,添加SHMP后脉石矿物浮选泡沫产品扫描电镜,7 铝土矿反浮选脱硅可行性分析,矿泥影响,检查分级74um,,矿泥影响,检查分级43um,,7 铝土矿反浮选脱硅可行性分析,,,阶 段 磨 矿 阶 段 选 别 究,试 验 研 究,7 铝土矿反浮选脱硅可行性分析,尾矿Al2O3损失过大,,夹带,泡沫产品集中扫选,,7 铝土矿反浮选脱硅可行性分析,累积精矿 品位较低,中矿 返回 分散 矿泥,小型闭路试验,,,,,,,,,,尾矿,7 铝土矿反浮选脱硅可行性分析,A/S and ε低,,恶化,中矿单独处理（再磨再选）,7 铝土矿反浮选脱硅可行性分析,强化二次富集技术,粗选、精选,扫 选,｛,1. 粗选、精选,强化二次富集技术对泡沫产品的影响,,,粗、精选不使用“强化二次富集” 技术泡沫产品扫描电镜,粗、精选使用“强化二次富集” 技术泡沫产品扫描电镜,7 铝土矿反浮选脱硅可行性分析,2、扫选,使用“强化二次富集技术”,未使用“强化二次富集技术”,强化二次富集技术对扫选泡沫产品的影响,采用“强化二次富集”技术后泡沫产品扫描电镜,7 铝土矿反浮选脱硅可行性分析,脉石矿物与捕收剂BS-3作用前后的红外光谱图,作用前,作用后,7 铝土矿反浮选脱硅可行性分析,一水硬铝石与捕收剂BS-3作用前后的红外光谱图,作用前,作用后,8 结论,1.贵州铝土矿矿石性质与北方铝土矿矿石性质存在显著差异,,2.碎、磨性质的差异,5.调整剂TZ-1对一水硬铝石具有较好的选择性,3.试验测得脉石矿物的零电点为3.4,4.BS-3针对高硅型铝土矿具有较好的捕收性,8 结论及创新点,7.针对高硅型铝土矿提出了“阶段磨矿、阶段选别、中矿单独再磨再选” 的反浮选工艺流程具有广泛的适用性,8.“分段分点”加药制度的具体应用,9.“强化二次富集”技术的应用,10.原矿含硫0.97%、铝硅比5.60— 精矿 S 0.27%,铝硅比 10.28，Al2O3回收率85.41%,创新点,,“碎磨负效应”的提出,,,新型捕收剂的合理采用,,独特的工艺流程,“分段分点”加药制度的具体应用,,针对高硅型矿— “强化二次富集”技术,。