[发明专利]一种中低品位铝土矿的除杂方法

说明书

本发明提供了一种中低品位铝土矿的除杂方法，所述方法包括以下步骤：(1)将铝土矿送入流态化焙烧炉进行焙烧，焙烧过程中通入空气，得到焙烧后的铝土矿；(2)得到的焙烧后的铝土矿与碱液混合进行脱硅反应，固液分离，得到铝土矿精矿和脱硅液；(3)所述脱硅液进行脱硅处理后，固液分离，得到硅酸钙产品和碱液，所得碱液调整浓度后返回步骤(2)循环利用。本发明通过脱除中低品位铝土矿中硅、硫和碳等杂质，不仅提升了矿石品位，更实现了难处理矿石的资源化利用；减少了氧化铝溶出工序中碱、石灰的消耗量，同时降低了赤泥的排放量。本发明降低了氧化铝生产成本，减少了固废排放，焙烧过程能耗较低，具有良好的经济环保效益。

技术领域

本发明属于铝土矿除杂技术领域，涉及一种中低品位铝土矿的除杂方法，尤其涉及一种中低品位流态化焙烧的除杂方法。

背景技术

我国的铝土矿资源具有高铝、高硅和低铝硅比的特点，铝硅比在5以下的矿石占资源总量的70％以上。近年来，国内氧化铝行业发展迅猛，消耗了大量铝土矿，我国铝硅比在7以上的高品位铝土矿已濒临枯竭，众多氧化铝企业被迫采用中低品位铝土矿。中低品位铝土矿内杂质较多，其中对拜耳法生产氧化铝工艺影响最大的杂质主要为硅、硫及有机物。直接使用该类原料，拜耳法流程的设备与技术指标将面临重大挑战，生产成本急剧增加，因此需对该类铝土矿进行除杂以满足拜耳法工艺的要求。

采用拜耳法工艺生产氧化铝时，矿石中的SiO₂将与氢氧化钠、氧化钙反应，同时消耗部分氧化铝生成赤泥。因此，中低品位铝土矿中的硅含量过高，将增加原料成本，影响氧化铝的回收率，同时增大赤泥排放量。含硫型中低品位铝土矿约占我国铝土矿储量的4.7％，其中全硫含量高于0.7％的称为高硫矿。由于硫在氧化铝生产过程中会以S^2-、S₂O₃^2-、SO₃^2-和SO₄^2-等形态在循环母液中累积，影响蒸发和种分工序，给设备及操作带来危害，所以对于高硫型中低品位铝土矿，不仅需要脱硅，也需要脱硫。在我国铝土矿中，还存在0.1％～0.3％的有机碳，在高硫矿中，有机碳含量更高，可达0.5％～2.0％，虽然原矿中的有机物含量不高，但是有机物在拜耳法流程中会逐渐积累，直至达到平衡。有机物使得溶液粘度增加，降低赤泥沉降速度，增加洗涤难度，同时影响种分过程，降低分解速度，继而影响氧化铝产量及产品质量。

目前，铝土矿脱硅的方法主要包括生物法、物理法和化学法。生物法是指利用硅酸盐细菌能够溶解铝硅酸盐矿物的特性，将铝土矿中的硅转化为可溶物；物理法使用浮选药剂，对矿石进行正浮选或者反浮选，从而获得精矿；化学法包括预焙烧-碱液脱硅法和碱液直接溶出脱硅法，前者是指铝土矿经焙烧处理后，获得活性较高的无定型二氧化硅，用碱液浸出焙烧矿中的活性硅，提升矿石铝硅比；后者利用脉石与一水硬铝石在特定条件与介质环境下的溶解度差异进行脱硅。脱硫技术主要包括反浮选脱硫和焙烧脱硫等方法。反浮选脱硫工艺采用黄药类捕收剂浮选含硫矿物；焙烧脱硫技术在中低温下焙烧含硫铝土矿，通入空气将硫氧化为二氧化硫气体，实现硫、矿分离。有机物的排除方法包括对矿石或母液进行处理，前者包括利用焙烧矿石的方式脱除有机碳；后者包括母液煅烧、吸附、沉淀等，但这些方法都是在溶液中进行，即铝土矿中的有机物先溶解后处理，增加了操作费用。

CN 102151614A公开了一种含硫铝土矿的选矿脱硅脱硫方法，采用选矿的方法，使用硫酸调节pH，添加硅酸盐捕收剂、含硫脉石矿物捕收剂，经过搅拌浮选后，含硅、硫杂质矿石浮出作为泡沫尾矿，浮选后的矿浆作为精矿。此法虽能有效脱除矿石中的硅、硫杂质，但使用的硫酸及各种药剂不仅增加了成本，也增加了浮选药剂在溶液中的累积量，对后续溶出、种分等工序造成不良影响。

CN 105562212A公开了采用浮选的方法脱除铝土矿的硅、硫，但流程复杂，耗水量大，使用较多药剂，影响铝土矿溶出。