铝土矿选矿工艺与预分选技术的应用及发展!
发布时间:2024-03-08 来源:名德光电 浏览次数:270次

 

我国铝土矿资源分布的情况如下:

中国的铝土矿资源分布广泛,主要集中于华南、西南、西北和东北四大区域。其中,山西、贵州、广西和河南是中国铝土矿储量最为丰富的省份。山西的铝土矿储量居全国首位,占比达41%,其次是贵州、广西和河南,储量占比均在17%左右。

具体地点包括但不限于山西的多个矿区,如克俄、石公等地;河南省的曹窑、马行沟、贾沟等地也有大型铝土矿床;广西桂林市的铝土矿储量尤为丰富。

储量与品位:

截至2022年的数据显示,中国铝土矿的基础储量达到71113.74万吨,并且储量呈增长态势。

国内的铝土矿品位各异,例如河南曹瑶铝土矿区和贾家洼西段矿区的铝土矿品位较高,Al2O3含量超过66%。

供需状况:

尽管中国拥有一定的铝土矿资源,但总体储量在全球范围内占比不高,仅为3.13%左右。

随着中国铝工业的发展,国内铝土矿供应无法完全满足市场需求,因此对外依赖程度较高,需要进口大量铝土矿来保障铝冶炼行业的生产需求。

产量情况:

2021年,中国铝土矿产量大约为8500万吨,不过产量存在波动,历史上曾出现过下降趋势。

铝土矿提炼金属铝的过程较为复杂,通常铝土矿提炼铝的大致流程是:采矿→矿石预处理→氧化铝提取→氧化铝精炼→电解冶炼→铸造。

工艺方面主要分为:拜耳法、烧结法、联合法。

拜耳法

拜耳法是工业上最广泛使用的从铝土矿中提取氧化铝的方法,尤其适用于处理含铝量高且硅、铁等杂质含量较低的铝土矿。该方法的基本流程如下:

1.溶出:铝土矿被磨碎并与浓度约为150-250g/L的高温(约95-140℃)氢氧化钠溶液(即碱液)接触,其中的主要成分铝矿物(如三水铝石)与氢氧化钠反应生成可溶性的铝酸钠,而二氧化硅和氧化铁等杂质不溶解。

2.沉降与分离:溶出后的浆状混合物经过冷却和沉降,使不溶的赤泥(主要为硅酸盐和铁氧化物)与铝酸钠溶液(称为母液)分离。

3.晶种分解:母液送入分解槽,添加晶种氢氧化铝促使溶液中的铝酸钠析出为氢氧化铝(γ-Al(OH)3)晶体,这一过程也被称为种子分解。

4.洗涤与焙烧:得到的氢氧化铝经过洗涤去除附着的碱液,并在高温下(约1200℃)煅烧转化为氧化铝(Al2O3)。

5.母液循环与回收:未反应完的碱液可以循环回用于溶出新的铝土矿,从而节省资源。

烧结法

烧结法主要用于处理含硅量较高或者含铝矿物种类复杂的铝土矿。其主要步骤如下:

1.配料与预处理:铝土矿与助熔剂(如石灰石)按比例混合,经过粉碎、混合均匀。

2.烧结:混合料在回转窑或沸腾炉内进行高温烧结(约1200-1300℃),在这个过程中,铝矿物与助熔剂反应生成铝酸钠,并与大部分杂质分离。

3.溶出与澄清:烧结产物用水浸取,使铝酸钠溶解,形成含有大量固体悬浮物的溶液,随后通过澄清、过滤等方式将铝酸钠溶液与残余的赤泥分离。

4.后续处理:与拜耳法类似,铝酸钠溶液再经过一系列化学反应,如调整pH值、降温结晶等步骤,得到氢氧化铝,然后煅烧成为氧化铝。

联合法

联合法是拜耳法与烧结法的结合应用,目的是克服单一方法对于不同品位铝土矿处理的局限性,以实现更高效的资源利用和降低成本。具体形式可能有多种:

并联法:各自独立运行的拜耳法和烧结法生产线,根据铝土矿的不同品位分别处理,其中拜耳法处理高品位矿石,烧结法则处理低品位矿石。

混联法:在同一个工厂内,铝土矿先经过烧结法预处理,降低硅含量,然后再进入拜耳法流程。或者是通过不同工艺环节的交叉互补,比如利用烧结法生产的副产品(如NaOH)来补充拜耳法流程中的碱耗。

而我们结合铝土矿的特征及成品品质需求、环保政策、投资成本等多方考虑,对铝土矿进行物理分选或化学预处理,将有用矿物与脉石矿物及其他杂质分离,以提高氧化铝品位。

铝土矿光电分选是一种利用矿物光学性质差异进行分选的技术,它是一种非传统、环保且具有潜力的矿石分选方法。目前光电分选技术在许多矿产资源领域有所应用。

光电分选的基本原理是基于不同矿物对光的吸收、反射、透射等光学性能的差异,通过高精度的光学传感器识别和区分矿石颗粒,然后配合高速喷射气流将不同的矿物颗粒分离出来。

对于铝土矿而言,通过光电分选提升品位,主要结合考虑以下几点:

1.矿物光学性质差异:铝矿物(如三水铝石、一水软铝石等)与脉石矿物(如石英、长石、高岭石等)之间的颜色、光泽、透明度等方面的差异,运用人工智能分选机准确识别和分离。

2.设备研发:设计和开发能够精确识别和高效分选铝土矿颗粒的光电分选设备,保证在快速传输过程中对微小光学差异的敏感捕捉和精准执行分选动作。

3.技术经济性评估:光电分选相对于传统物理及化学分选方法成本更低,同时在提升原矿品位的同时具备良好的经济效益。

而名德光电推出的人工智能分选机,在光学检测技术和智能算法,能够满足以上几点的要求,同时设备在各种金属、非金属矿种有广泛应用。

通过预分选方法,可以针对性地去除铝土矿中的各类杂质,提高氧化铝的品位,使之更适应后续的冶炼工艺,如拜耳法、烧结法等,从而降低企业生产成本,提高资源利用效率。同时,减少杂质对环境的影响。

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