高硅铝土矿的选矿技术

    一、浮选法脱硅
    浮选法脱除硅是目前国内外提高铝土矿质量的有效方法之一，也是用得较多的方法。大量的研究工作表明：浮选铝矿物的有效捕收剂有脂肪酸和磺酸盐类；调整剂有六偏磷酸钠、丹宁酸、焦磷酸钠、苏打、碳酸钠等。反浮选以胺类捕收剂效果较好；在矿浆pH=7～8时，用阳离子胺类捕收剂可有效地选出鲕绿泥石等硅酸盐矿物，同时六偏磷酸钠有助于矿浆的分散。
    我国山东、山西、河南等地高岭石-一水硬铝石铝土矿的试验研究表明：当矿石磨至-200目占97%（或-300目占90%），以碳酸钠和硫化钠为调整剂，六偏磷酸钠为抑制剂，用氧化石蜡皂和塔尔油（或癸二酸下脚料的脂肪酸）为捕收剂，浮选脱硅效果较好，其浮选半工业试验结果见表1，可见用常规浮选法能使铝矿石的铝硅比由5左右提高到8以上。
表1  我国各矿区铝土矿半工业浮选结果

产品名称	含Al2O3/%			含SiO2/%			精矿Al2O3回收率/%	铝硅比
	原矿	精矿	尾矿	原矿	精矿	尾矿		原矿	精矿
山西孝义河南小关广西平果黔中铝矿	66.0464.2752.3366.80	76.2571.3456.1370.49	55.9650.2334.4055.80	13.0713.979.0612.23	7.857.736.138.71	23.1726.3522.8123.10	71.1273.8188.5079.61	5.14.65.785.47	8.419.239.138.09

    此外，对山东潭水和辽宁小市等低铝硅比矿石（铝硅比为2～2.6），小型试验结果也证明，精矿铝硅比可提高到3.5～4.0，Al₂O₃的回收率可达50%～70%，这样就使这睦原来不能利用的低质铝土矿，可作为烧结法炼铝原料。
    二、絮凝脱硅
    对于细粒嵌布的一水铝石型铝土矿，含泥较多时可用选择性絮凝法脱硅。对该种矿石首先将其细磨至-5μm占30%～40%，然后添加调整剂苏打和苛性钠、分散剂六偏磷酸钠，再使用聚丙烯胺聚合物进行选择性絮凝，使悬浮物和沉淀物分离，此项技术的关键是选用高效的选择性絮凝剂。
    三、细菌浸出脱硅
    由于铝土矿中矿物细小，使机械富集受到一定限制，因此许多学者认为细菌选矿是最有前途的方法之一。该项工艺利用食硅细菌破坏铝代硅酸的结构，如可将一个高岭土分子破坏成为氧化铝和二氧化硅，使SiO₂转化为可溶物，从而使氧化铝不溶物得以分离。此法对处理胶状极细粒铝土矿尤其适合。
    国内外对铝土太矿细菌浸出脱硅都做了大量研究工作，取得了一定进展。如国外某矿原矿属三水铝土矿，含Al₂O₃43.6%、SiO₂13.8%、TiO₂22%、Fe₂O₃9.1%。原矿磨至-0.074mm。进行分级脱泥，+0.3mm粒级进行磁选，非磁性产品为铝精矿，细泥和磁性产品进行细磨浸出，浸出温度30℃，液固比为1:5，浸出时间9d，浸液用沸石吸附氧化铝，再选使铝硅分离，其半工业试验结果见表1。
表1  细菌选矿半工业试验结果

产品名称	产率/%	品位/%		回收率/%		铝硅比
		Al2O3	SiO2	Al2O3	SiO2
非磁性产品（精矿）固体沉淀物铝土矿总精矿含铝溶液硅溶液原矿	26.651.377.922.1-100.0	48.349.349.0--43.6	6.47.06.8--13.8	29.558.087.512.30.20100.0	12.226.038.22.159.7100.0	7.47.07.2--3.2

    四、化学法脱硅
    对细粒级嵌布的难选铝土矿或者高岭石以微晶状的细小合体与铝矿物紧密共生，用常规的选矿方法难以选别，可采用化学法处理。目前发展化学法脱硅主要是预先焙烧（或未经焙烧）-浸出以脱去硅、铁，其工艺包括预焙烧、溶浸脱硅、固液分离等工序。
    美国用该法可从铝硅比为0.76～0.86的含铝原料中获得4.4～6.85适合于烧结法处理的产品：原矿铝硅比为2时，可提高到16.6～27.5。澳大利亚该法，将原矿在1000℃条件下焙烧60min，然后用10%的NaOH溶液浸出2h，可使77%的SiO₂脱除，而铝的回收率可达96%～98%，铝硅比可从2.4提高到8.9～9.8。前苏联在处理高硅三水铝石矿时不经焙烧，直接以200～237g/L Na₂O_k的铝酸钠碱溶液浸出，液固比7～10，95℃下浸出4～6h，原矿铝硅比4.39，脱硅精矿铝硅比可达7～8。
    我国山东铝厂，对山西含Fe₂O₃4%、铝硅比4～5的铝土矿，经（1000±100）℃焙烧，以含NaCO₃的NaOH溶液，在3kg/cm²压力下浸出15min，可使精矿铝硅比达12～13。精矿拜耳法溶出，添加过量的石灰，由常规的4%～5%过量至15%～20%；再用210～300g/L Na₂Ok的循环碱液，在60～32kg/cm²下压煮浸出，Al₂O₃溶出率为87.5%，化学碱耗为16～38kg/t，Al₂O₃脱硅效率为57%～62%。
    以上介绍了高硅铝土矿脱硅的几种方法，而在实际生产过程中，常常是这几种方法的联合流程，其脱硅效果比单独采用任何一种都好。