一、鋁土礦選擇性磨礦一聚團(tuán)浮選脫硅
到目前為止，工業(yè)應(yīng)用的鋁土礦選礦方法有兩種，一是堆積型鋁土礦洗礦富集，二是沉積型鋁土礦正浮選脫硅。2003年，由中南大學(xué)研發(fā)的鋁土礦“選擇性磨礦－聚團(tuán)浮選脫硅”技術(shù)在中州鋁業(yè)公司的選礦－拜耳法生產(chǎn)氧化鋁生產(chǎn)線獲得成功應(yīng)用。
由于鋁土礦原礦中Al2O3含量高，故正浮選的泡沫產(chǎn)品產(chǎn)率必然較高，往往可達(dá)到80%甚至更高。因此，按常規(guī)方法進(jìn)行一水硬鋁石型鋁土礦正浮選，就產(chǎn)生出兩個(gè)問題：①浮選槽內(nèi)礦漿濃度急劇降低，粗細(xì)兩級(jí)兼收困難，粗粒易沉槽；②細(xì)粒硅礦物易被夾雜進(jìn)入泡沫產(chǎn)品，影響精礦質(zhì)量。
鋁土礦選擇性磨礦－聚團(tuán)浮選脫硅工藝首先充分利用鋁土礦的選擇性碎解特性進(jìn)行選擇性磨礦，使磨礦產(chǎn)品中粗粒級(jí)的鋁硅比提高，將粗粒級(jí)直接作為精礦，再通過選擇性聚團(tuán)浮選處理細(xì)粒級(jí)，強(qiáng)化鋁硅的分離和細(xì)粒級(jí)鋁礦物的回收。浮選過程分為粗、掃選和精選兩大循環(huán)。粗、掃選循環(huán)獲得的粗精礦進(jìn)入精選循環(huán)，產(chǎn)出浮選精礦；精選循環(huán)的尾礦和粗掃選尾礦合并作為最終尾礦。選擇性磨礦－聚團(tuán)浮選脫硅工藝的原則流程見圖1。
圖1 鋁土礦選擇性磨礦－聚團(tuán)浮選脫硅原則流程
該工藝從根本上解決了粗?；厥铡⒌蜐舛裙璧V泥中礦干擾粗選等問題，可以大幅度減少浮選藥劑的用量，提高浮選段的處理能力和鋁硅分離的選擇性，進(jìn)而提高選別指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)效益，并使精礦中有機(jī)物含量降低。
表1是河南和山西鋁土礦選擇性磨礦－聚團(tuán)浮選脫硅的試驗(yàn)結(jié)果?？梢?，選擇性磨礦－聚團(tuán)浮選脫硅工藝對(duì)不同產(chǎn)地、不同鋁硅比的鋁土礦有很好的適應(yīng)性，能獲得優(yōu)良的選別指標(biāo)。而且，與1999年“九五”攻關(guān)工業(yè)試驗(yàn)流程相比，處理相同礦石（中州礦）的處理能力提高24.47%，碳酸鈉、分散劑、捕收劑的用量分別是原工藝的66.62%，48.25%和53.83%。
表1 鋁土礦選擇性磨礦－聚團(tuán)浮選脫硅試驗(yàn)結(jié)果
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礦 樣
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試驗(yàn)規(guī)模
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工 藝
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處理量
/（t/d）
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鋁硅比
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Al2O3
回收率/%
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藥劑用量
/（g/t）
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原 礦
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精 礦
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中州樣
中州樣
山西樣
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工業(yè)試驗(yàn)
工業(yè)試驗(yàn)
擴(kuò)大連選
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選擇性磨礦－聚團(tuán)浮選
“九五”攻關(guān)流程
選擇性磨礦－聚團(tuán)浮選
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64.02
51.43
1.52
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6.34
6.34
4.40
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12.33
13.40
11.09
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88.74
86.54
85.57
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5188
8273
4730
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鋁土礦選擇性磨礦－聚團(tuán)浮選脫硅技術(shù)作為中州鋁業(yè)公司選礦－拜耳法氧化鋁生產(chǎn)工藝中的選礦脫硅工藝，從2003年10月投產(chǎn)以來，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。中州鋁業(yè)公司300 kt/a生產(chǎn)線建成投產(chǎn)第1年的鋁土礦選礦指標(biāo)為：原礦鋁硅比5.0～5.7，精礦鋁硅比10.3～11.7，精礦Al2O3回收率84.5%～89.0%；其選礦成本相當(dāng)于原礦采購價(jià)格的20%。而中低品位鋁土礦采購價(jià)格大大低于拜耳法生產(chǎn)需要的高鋁硅比礦石價(jià)格，所以采用選礦精礦作為拜耳法的生產(chǎn)原料，從經(jīng)濟(jì)上來說是適宜的。2004年10月起，中州鋁業(yè)公司選礦－拜耳法生產(chǎn)成本（礦石鋁硅比5.6左右）已和強(qiáng)化燒結(jié)法（礦石鋁硅比6.8左右）的成本相當(dāng)，與傳統(tǒng)拜耳法基本持平。鑒于強(qiáng)化燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁所具有的成本先進(jìn)性和競(jìng)爭(zhēng)性，這有力證明了選礦－拜耳法的成本潛力和發(fā)展后勁。
二、鋁土礦選礦脫硅實(shí)踐中的問題與今后工作方向
從鋁土礦選礦脫硅技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的角度出發(fā)，認(rèn)為鋁土礦選礦脫硅實(shí)踐中的主要問題與今后的工作方向有以下幾方面：
（一）鋁土礦選礦脫硅尾礦的處理技術(shù)與方案的研發(fā)。目前的工業(yè)實(shí)踐中，鋁土礦選礦尾礦的固液分離、尾礦堆存及進(jìn)一步利用等問題尚未很好解決。鋁土礦選礦脫硅尾礦粒度細(xì)、濃度低是任何選礦脫硅方法都不可避免的問題，這是由鋁土礦的礦石性質(zhì)所決定的，改變選礦方法往往只能改變尾礦的沉降性能。因此，如何從根本上解決鋁土礦尾礦的處理問題是今后需要開展的工作。不僅要從改善鋁土礦尾礦的沉降性能、壓縮性能、過濾性能等方面入手，還應(yīng)突破常規(guī)思路，研究尾礦處理的新方案。
（二）深入研究鋁土礦礦石性質(zhì)與選礦脫硅的關(guān)系。深入研究鋁土礦礦石性質(zhì)與選礦脫硅的關(guān)系，有助于準(zhǔn)確評(píng)價(jià)各礦區(qū)鋁土礦的可選性和充分合理利用我國的鋁土資源，對(duì)于正確選擇鋁土礦選礦脫硅方法，提高工作效率和選礦效果也很有益。
（三）探索進(jìn)一步提高精礦鋁硅比的可能性。這不僅能為氧化鋁工業(yè)提供精料，同時(shí)可以推動(dòng)鋁土礦選礦技術(shù)的進(jìn)步。強(qiáng)化鋁土礦的選擇性碎解、多各力場(chǎng)聯(lián)合分選、高效浮選藥劑的研發(fā)都是今后研究的方向。
三、結(jié)論
（一）我國鋁土礦資源儲(chǔ)量與中國氧化鋁生產(chǎn)能力很不匹配，鋁土礦資源的保障程度越來越令人擔(dān)憂。鋁土礦選礦對(duì)充分合理利用占我國鋁土礦儲(chǔ)量80%以上的中低鋁硅比鋁土礦資源有重要意義。我國鋁土礦選礦的主要目的就是選礦脫硅，獲得高鋁硅比精礦。
（二）鋁土礦礦石性質(zhì)與選礦脫硅的關(guān)系是：堆積型一水硬鋁石型鋁土礦采用洗礦富集，沉積型一水硬鋁石型鋁土礦是選礦脫硅的主要對(duì)象；一水硬鋁石型鋁土礦的選擇性碎解特性是鋁土礦選礦脫硅的重要基礎(chǔ)，也是礦石可選性的一個(gè)判據(jù)，一水硬鋁石以集合體形式存在則是選擇性碎解的基礎(chǔ)；鋁土礦選礦脫硅的本質(zhì)就是脫除細(xì)粒級(jí)含硅礦物。
（三）鋁土礦選擇性磨礦－聚團(tuán)浮選脫硅工藝?yán)娩X土礦的選擇性碎解特性，通過選擇性磨礦和選擇性聚團(tuán)浮選，強(qiáng)化鋁硅分離，粗細(xì)粒級(jí)鋁礦物兼收，并大幅度減少浮選藥劑用量，提高處理能力，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好，在中州鋁業(yè)公司選礦－拜耳法氧化鋁生產(chǎn)工藝中獲得成功應(yīng)用。
（四）鋁土礦選礦脫硅實(shí)踐中的問題與今后工作方向：研發(fā)鋁土礦脫硅尾礦的處理技術(shù)與方案；深入研究鋁土礦礦石性質(zhì)與選礦脫硅的關(guān)系；探索進(jìn)一步提高精礦鋁硅比的可行性。
