[發(fā)明專利]從低品位一水硬鋁石型鋁土礦中脫除二氧化硅的方法

有效

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• 申請日: 2009-04-13
• 公開（公告）號: CN101857256A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發(fā)明（設計）人: 李志寶;肖清貴
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C01F7/30
• 分類號: C01F7/30;C01F7/14
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 李柏

技術領域

本發(fā)明屬于從低品位鋁土礦中脫除二氧化硅的方法，特別涉及一種從低品位一水硬鋁石型鋁土礦中脫除二氧化硅的方法。

技術背景

我國鋁土礦儲量豐富，但是大多數是中低品位的一水硬鋁石型鋁土礦，所述的中低品位的一水硬鋁石型鋁土礦是指一水硬鋁石型鋁土礦中的鋁硅比(即Al₂O₃與SiO₂質量比)為5～8；所述的低品位的一水硬鋁石型鋁土礦是指一水硬鋁石型鋁土礦中的鋁硅比(即Al₂O₃與SiO₂質量比)為5以下；該低品位一水硬鋁石不能直接應用于生產成本低的拜爾(Bayer)法工藝中，需要經過脫硅，提高其鋁硅比，然后采用經濟的拜爾法工藝生產氧化鋁。

鋁土礦除了含有水化形式的氧化鋁外，還包含鐵、鈦和二氧化硅的化合物的雜質。鋁土礦中存在的鐵和鈦在氫氧化鈉溶液中通常是難溶的，對從鋁土礦中選擇性提取氧化鋁幾乎沒有影響，這些化合物消化后摻入紅泥中。鋁土礦中存在的硅化合物主要以石英和以與氧化鋁水化的復鹽形式存在，例如高嶺石。石英在氫氧化鈉溶液中溶解緩慢，鋁土礦中其它形式的二氧化硅可快速地溶解在消化步驟所使用的氫氧化鈉溶液中。因此，含有大量二氧化硅的鋁土礦難以進行處理。鋁土礦中存在的二氧化硅在消化鋁土礦時至少會引起兩個問題：(i)二氧化硅作為復合鈉硅酸鹽溶解和再沉淀，由此將鈉帶入紅泥；(ii)復合鈉鋁硅酸鹽在裝置表面上再沉淀引起污垢堆積，當污垢堆積在熱交換表面上時，這個問題尤為嚴重。現有技術試圖解決有關鋁土礦中二氧化硅的問題已集中在選礦脫硅和預脫硅方面。

目前，一水硬鋁石型鋁土礦的浮選脫硅方法，是將鋁土礦磨細經浮選脫硅后，得到合格精礦。鋁土礦中的主要有用礦物為一水硬鋁石，鋁土礦中的一水硬鋁石與主要含硅礦物如高嶺石、伊利石、葉臘石的硬度差異較大，它們的莫氏硬度分別是：一水硬鋁石6-7、高嶺石1-3、伊利石1-2、葉臘石1-2。因此，一水硬鋁石相對難碎磨，使鋁土礦碎磨產品中不同粒級的鋁、硅的分布具有選擇性，Al₂O₃在碎磨產品的粗粒級中相對富集，SiO₂在細粒中相對富集。但浮選脫硅存在諸多不足之處，如浮選的藥耗高、精礦中有機物含量高，工藝流程復雜、工藝過程難以穩(wěn)定，浮選精礦細度波動大。

中南大學的馮其明、盧毅屏等申請的專利CN01114525.0公開了一種鋁土礦的選礦脫硅方法，該發(fā)明包括將礦石細磨、分級、浮選等工藝過程，將鋁土礦磨細后進行分級，分出粗粒級和細粒級兩個級別，粗粒級為精礦1，細粒級加入浮選藥劑進行浮選，得到浮選精礦2，精礦1和精礦2合并為鋁土礦選礦精礦。細粒級浮選采用的流程為：一次粗選，一次掃選，兩次精選后產生浮選精礦。細粒級浮選采用浮選藥劑：氧化石蠟皂、塔爾油、脂肪酸及其皂類和衍生物等其中的一種或數種作為捕收劑，碳酸鈉、氫氧化鈉、多聚磷酸鹽、水玻璃、小分子有機物等其中的一種或數種作調整劑。該發(fā)明公開的技術在細粒級精礦的制備流程復雜，配用試劑量(如浮選劑和調整劑)用量較大。

中國鋁業(yè)股份有限公司申請的專利CN200610098703.8公開了一種鋁土礦脫硅的并聯浮選方法，該方法采用一段或兩段磨礦工藝，將磨礦后的鋁土礦礦漿經分級，得到粗、細兩個粒級產物。細粒級產物采用正浮選工藝技術浮選一水硬鋁石等有用礦物，粗粒級產物經過或不經過二段磨礦后采用反浮選工藝技術浮選硅酸鹽等雜志礦物，正浮選精礦和反浮選精礦可以合并成最終精礦，正浮選尾礦和反浮選精礦可以合并成最終尾礦。該工藝結合了鋁土礦正浮選、反浮選的各自優(yōu)勢，克服了各自的缺點，但過程采用了較單一的細粒級正浮選更為復雜的工藝，操作流程亦更長。

預脫硅方法是使礦石中的硅盡量在集中的地點析出，即在礦漿進入消化工序之前，將鋁土礦中的活性二氧化硅溶出，在有脫硅劑(如CaO)存在的條件下，溶解的二氧化硅很快形成脫硅產品(DSP)，如形成復合鈉鋁硅酸鹽將從溶液中析出。拜爾法生產氧化鋁的流程中通常均設有常壓預脫硅工序，其脫硅的停留時間需8～12小時，脫硅溫度約95～100℃。