贵州某高硫铝土矿浮选脱硫试验

许 斌

(中铝中州矿业有限公司)

随着我国经济的迅猛发展，对矿产资源的需求量也逐渐增加，矿产资源尤其是铝土矿资源的贫化也越来越严重。当前高铝低硅的铝土矿资源量已不能满足氧化铝工业生产的需要，高硫铝土矿资源则日益受到人们的关注。如何实现高硫铝土矿高效脱硫、避免因硫含量过高影响拜耳法生产，为氧化铝生产提供稳定的高铝硅比、低硫的铝土矿精矿，对我国铝工业及经济建设和发展具有重要意义。当前国内对高硫铝土矿脱硫研究较多，其中原矿硫含量主要集中在1%～3%，对于硫含量高于3%的高硫铝土矿研究则较少。对贵州某地硫含量高达5.45%的高硫铝土矿进行浮选脱硫试验，以获得合格铝土矿精矿，并为高硫铝土矿的开发利用提供参考。

1 原矿性质

贵州某高硫铝土矿矿物组成复杂，嵌布粒度较细，属于难选高硫铝土矿。对矿石进行化学多元素分析和主要矿物组成分析，结果分别见表1、表2。

表1 矿石化学多元素分析结果 %

表2 矿石主要矿物组成 %

由表1、表2可知，该高硫铝土矿Al2O3品位57.34%，硫含量高达5.45%。主要有用矿物一水硬铝石占55.00%，其他脉石矿物为伊利石，占14.50%、高岭石占3.50%、绿泥石占2.13%，白云石、方解石少量，含铁矿物为黄铁矿、菱铁矿，钛矿物为金红石和锐钛矿。

2 试验结果与讨论

拟采用浮选工艺对该高硫铝土矿进行脱硫试验，考察磨矿细度、抑制剂SNS、捕收剂丁基黄药、矿浆pH、活化剂硫酸铜对脱硫效果的影响，条件试验流程见图1。

图1 浮选脱硫条件试验流程

2.1 磨矿细度试验

磨矿细度直接影响高硫铝土矿的浮选脱硫效率。磨矿细度越细，有用矿物一水硬铝石与脉石矿物硫铁矿的解离越充分。为节约磨矿能耗，在保证选矿指标的前提下，应尽量保持磨矿细度处于较粗水平。在SNS用量900 g/t、矿浆pH=8、硫酸铜用量100 g/t、丁基黄药用量350 g/t的条件下进行浮选脱硫磨矿细度试验，结果见图2。

图2 磨矿细度对浮选脱硫指标的影响

从图2可知，随着磨矿细度的增大，铝土矿精矿硫含量不断降低，脱硫率逐渐升高，原因是矿石中硫矿物因磨矿细度的升高而逐渐解离，分选效率提高。磨矿细度-0.074 mm 85%时，铝土矿精矿硫含量为1.53%，脱硫率77.39%。继续增大磨矿细度，铝土矿精矿硫含量下降和脱硫率上升幅度均很小，因此确定磨矿细度为-0.074 mm 85%。

2.2 捕收剂试验

在磨矿细度-0.074 mm 85%、SNS用量900 g/t、矿浆pH=8、硫酸铜用量100 g/t的条件下，进行捕收剂丁基黄药用量试验，结果见图3。

图3 丁基黄药用量对浮选脱硫的影响

由图3可知，随着丁基黄药用量的增加，铝土矿精矿硫含量先快速下降后趋于稳定，脱硫率先迅速上升后变化不大，拐点均出现在丁基黄药用量为400 g/t时，因此选择丁基黄药用量为400 g/t。

2.3 矿浆pH试验

浮选矿浆pH对浮选指标影响较大，浮选药剂在合适的矿浆pH下才能充分发挥作用，单体解离的目的矿物才能充分上浮。为不影响后续氧化铝碱性生产工艺，浮选脱硫试验宜在碱性条件下进行。采用碳酸钠作为pH调整剂，在磨矿细度-0.074 mm 85%，SNS用量为900 g/t、硫酸铜用量100 g/t、丁基黄药用量400 g/t的条件下，进行矿浆pH试验，结果见图4。

图4 矿浆pH对浮选脱硫的影响

由图4可知，随着矿浆pH的升高，铝土矿精矿硫含量先降低后升高，脱硫率先上升后下降。当矿浆pH=8.5时，铝土矿精矿硫含量最低，脱硫率最高，因此选择矿浆pH=8.5进行浮选试验。

2.4 硫酸铜试验

硫酸铜是硫铁矿常用的活化剂，其用量对高硫铝土矿浮选脱硫指标影响较大。在磨矿细度-0.074 mm 85%、SNS用量900 g/t、矿浆pH=8.5、丁基黄药用量400 g/t的条件下进行硫酸铜用量试验，结果见图5。

图5 硫酸铜用量对浮选脱硫的影响

由图5可知，随着硫酸铜用量的增加，铝土矿精矿硫含量呈下降趋势，脱硫率呈上升趋势。在硫酸铜用量超过200 g/t时，铝土矿精矿硫含量下降幅度和脱硫率升高幅度均很小，因此确定硫酸铜用量为200 g/t。

2.5 SNS用量试验

该高硫铝土矿磨矿后泥化严重，浮选过程中会出现夹带问题，造成一水硬铝石的损失。抑制剂SNS是很好的矿泥分散剂，同时也是脉石矿物的抑制剂，添加SNS能达到分散矿浆、有效脱除硫矿物的目的。在磨矿细度-0.074 mm 85%、矿浆pH=8.5、硫酸铜用量200 g/t、丁基黄药用量400 g/t的条件下进行SNS用量试验，结果见图6。

图6 抑制剂SNS用量对浮选脱硫的影响

由图6可知，随着SNS用量的增加，铝土矿精矿硫含量逐渐下降，脱硫率先上升后趋于稳定，综合考虑选择SNS用量为1 500 g/t。

2.6 闭路浮选试验

在浮选脱硫条件试验的基础上，采用1粗3精2扫流程进行闭路浮选试验。流程见图7，结果见表3。

图7 闭路浮选试验流程

表3 闭路浮选试验结果 %

表3表明，原矿磨矿至-0.074 mm 85%，经1粗3精2扫流程闭路浮选，可获得硫含量0.32%的铝土矿精矿，低于氧化铝拜耳法要求的0.4%，脱硫率94.89%，指标较好。

3 结 论

贵州某高硫铝土矿含硫5.45%，主要有用矿物为一水硬铝石，嵌布粒度较细，属难

选高硫铝土矿，须采用浮选脱硫工艺降低硫含量后才可用作氧化铝生产原料。

在磨矿细度-0.074 mm 85%，抑制剂SNS用量1 500 g/t、矿浆pH=8.5、活化剂硫酸铜用量100 g/t、捕收剂丁基黄药用量400 g/t的条件下，原矿经1粗3精2扫闭路流程浮选，铝土矿精矿硫含量降低至0.32%，满足拜耳法生产要求，脱硫率94.89%，尾矿硫品位高达39.11%，可作为生产硫酸的原材料，实现尾矿的零排放。

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[2] 何伯泉,罗 琳.试论我国高硫铝土矿脱硫新方案[J].轻金属,1996(12):3-5.

[3] 马智敏,陈兴华,熊道陵,等.湖北某地高硫铝土矿浮选脱硫试验研究[J].矿冶工程,2016(4):33-36.