选矿拜耳法氧化铝生产中铁硫的富集及处理对策探究
2020-04-22郝海正
郝海正
（中国有色金属建设股份有限公司，北京 100029）
在我国氧化铝工业产业发展中，通过选矿拜耳法的使用，可以达到污染小及低能耗的目的。但是，在该种技术使用中，由于我国铝矿质量的下降，铝矿资源开采中需要加入絮凝剂等才可以满足资源的开采需求，这种现象的发生会为铝资源的开采带来影响。因此，在研究中，根据选矿拜耳法技术使用特点，对氧化铝资源开采中的铁硫富集问题进行研究，分析引发问题的原因，并构建针对性的解决方案，以便为氧化铝产业提供行之有效的处理方案，降低产业的运行成本，推动行业的稳步发展。
1 选矿拜耳法及其工艺流程
1.1 选矿拜耳法
对于选矿拜耳法而言，主要是根据拜耳法的工艺需求，针对高含硅矿物质的特点，通过工艺的选择、调整等，与选冶技术进行联合，提高资源开采及利用的整体效率，满足当前氧化铝工业产业的发展需求[1]。
1.2 选矿拜耳法工艺原理
在选矿拜耳法使用中，一般需要经过破碎、湿磨、溶出、稀释、沉降分离以及赤泥洗涤、晶种分解、煅烧、蒸发等。
1.3 选矿拜耳法的技术优势
结合氧化铝生产中铁硫的富集处理状况，通过选矿拜耳法的使用，技术优势如下：第一，在选矿拜耳法使用中，会将选矿以及冶炼融合，发挥铁硫富集处理的优势；而且，该种技术相对简单，通过先进技术的使用，可提高铝土矿资源的处理效率，满足行业的可持续发展需求。因此，该技术具有一定的优势。第二，推动铝矿生产技术的创新，结合氧化铝工业产业的运行及发展现状，在铝产业构建中，通过选矿拜耳法的使用不仅可以降低投资成本、优化工艺资源的配置效率，而且也可以推动产业的创新[2]。例如，在氧化铝产业中，通过选矿拜耳法技术的运用，其中的矿增浓溶技术可以处理铝石型的矿土资源，而且该技术会降低能源损耗，充分满足我国氧化铝工业产业的经济发展需求。第三，成本优势。与传统铝矿资源生产状况相比，选矿拜耳法技术的成本费用相当于原矿采购的20%，从而可降低铝化物质的开采成本，提高资源利用的经济效益。
2 铁硫排查
2.1 排查实验
通过对氧化铝工业产业运行状况，通过选矿拜耳法的使用，成品氧化铝铁以及硫含量呈现出不断升高的现象。实验中，通过选矿拜耳法以及低温拜耳法的对比，对发生铁硫富集的原因进行分析。
2.2 铁硫的富集的影响
在选矿拜耳法氧化铝生产的过程中，当出现铁硫富集的问题，其影响因素如下：第一，浮选过程中泡沫造成的影响。选矿拜耳法氧化铝生产中，浮选中的矿化气泡是较为常见的，泡沫的出现会对物料流动、设备净容积的综合使用造成影响，无法提高铝矿资源开采的效率，长期会引发精矿冒槽的问题。第二，溶出后的母液残留。在精矿溶出后，泡沫的出现会减少槽存，引发泡沫的位置包括：赤泥沉降分离槽、种分槽等，若这些有机溶剂残留的现象不能及时处理，会引发系统冒槽以及泡沫积存的问题，增加氧化铝工业产业的运行难度[3]。
2.3 结果分析
两种实验结果如表1、表2。
表1 低温拜耳法的铁硫结果
表2 选矿拜耳法的铁硫结果
在表1及表2结果分析中可以发现，首先，在母液、溶出液以及精液中，选矿拜耳的S2-明显高出低温拜耳实验，这种情况与S2-存在状态有一定关联。在选矿拜耳法使用的过程中，由于资源中含有大量的有机物，这些物质作为还原性的物质，可以提高硫的溶出效率。其次，在选矿拜耳法使用中，NaCl的含量高于低温拜耳法10倍，这种现象主要是由于浮选药剂中的NaCl会伴随精矿进入出现硫增多的问题。
2.4 生产波动
通过选矿拜耳法氧化铝生产中铁硫波动现象的分析，引发铁硫的远近不仅包括铁含量超标，而且也包含硫含量升高，这会引发生产系统的不稳定，实验中，对生产系统的波动变化进行总结，变化如下。
（1）浆液颜色的变化。通过对实验研究的分析可以发现，当系统中的粗液以及精液颜色发生改变，母液过滤后会由白色变为淡灰色，在观察一个阶段（30d）之后，粗液以及精液会变黑，其中的过滤性能会呈现恶化的状态，而且，在正常的操作下也会出现不挂饼的现象。
（2）赤泥分离的沉降变化。在选矿拜耳法氧化铝生产中，当进行铁硫富集现象处理时，存在着一定的波动问题：第一，赤泥分离中，系统长时间运行中存在着不稳定的现象，例如，当系统压产达到70%之后，会增加单位体积中的物料沉降，这种情况下并不会明显改善沉降系统的运行状态。第二，在提高配料中，在不同区域添加液体絮凝剂，可以改善系统沉降的问题，但是，其中的可沉降性能是影响铁硫处理的主要因素。所以，在选矿拜耳法氧化铝生产中，应该根据铁硫的富集状态选择处理方案，以降低富集对选矿拜耳法氧化铝生产造成的影响。第三，在氧化铝工业产业中，当选择选矿拜耳法，会出现管道磨损严重以及漏电增多的现象，这一问题与选矿拜耳法氯离子含量过高存在关联。
3 选矿拜耳法氧化铝生产中铁硫的富集及处理策略
（1）溶出前的处理。在氧化铝工业生产中，当使用选矿拜耳法，需要在溶出前对矿浆进行搅拌及保温处理。一般情况下，需要将铝矿浆搅拌保温6h～8h，并在达到模拟脱硅条件之后，硫的转化率会逐渐降低，降低的最高状态可达到25%。因此，在氧化铝生产中，通过溶出前搅拌保温方式的运用，可以降低硫的转化率，提高铁硫处理的整体效率。
（2）空气搅拌氧化处理。将铝酸钠溶液融入空气会形成Na2SO4，当溶液蒸发之后会在精液系统中进行空气氧化，母液中的Na2SO4会与Na2CO3一同析出，并在之后的燃烧法配料处理中进行铁硫处理，提高铁硫富集处理的整体效率。
（3）精液冷却处理技术。通过对选矿拜耳法使用技术的分析，整个处理过程会温度降低而发生改变，其中的FeS沉淀容易被氧化析出，也就是说，在这种条件下，通过溶液的冷却处理，可以有效去除部分FeS，使整个物质呈现出硫平衡的状态，提高静冷却处理技术的使用价值。
（4）部分母液的处理技术。一般情况下，在选矿拜耳法氧化铝生产中的铁硫富集处理中，需要确定以下技术处理形式：第一，在部分母液的蒸发结晶烧结工艺中，会在根本上降低溶液中的有机物，主要是由于拜耳法溶液会将有机物富集，当富集状态达到一定状态时，不仅会降低溶液的产出率，而且会降低氧化铝的产量，降低赤泥沉降的速度，有效增强溶液的密度。第二，在部分母液脱硫剂使用中，当加入氧化钡时，可以去除富集有机物中的S2-。第三，将母液中加入ZnO时，会析出溶液中的硫，并行成硫化锌，当进行脱硫时，其中的铁元素也会被清除，提高铁硫富集处理的整体效果。因此，在选矿拜耳法氧化铝生产中，应该根据铁硫的富集状态选择处理方案，以降低铁硫富集对选矿拜耳法氧化铝生产造成的影响。
4 结语
总而言之，在选矿拜耳法氧化铝生产技术使用中，由于其技术的特殊性，在铁硫处理中存在着一些安全问题，为了在整个过程中提高铁硫处理的效率，保证相关工作人员的安全性，技术使用中需要仔细分析安全隐患，通过各项危险因素的确定，进行选矿拜耳法氧化铝生产技术的使用，以便更好的提高氧化铝工业生产中铁硫的处理效率，为行业的安全、稳步发展提供参考。
