[发明专利]一种低品位含钾铝土矿脱钾的浮选方法

说明书

本发明公开了一种低品位含钾铝土矿脱钾的浮选方法，包括：将含钾铝土矿破碎、分级，分别收集粒径≤分级粒径R的含钾铝土矿、粒径＞分级粒径R的含钾铝土矿；将所述粒径≤分级粒径R的含钾铝土矿进行正浮选脱钾；将所述粒径＞分级粒径R的含钾铝土矿研磨至细度为‑0.074mm的含钾铝土矿占总质量的70～85％，后进行第一次反浮选脱钾；将所述正浮选脱钾得到的正浮选底流和所述第一次反浮选脱钾得到的反浮选泡沫合并，后进行第二次反浮选脱钾；0.023mm≤分级粒径R≤0.074mm。本发明所述浮选方法，先将含钾铝土矿破碎并分级，并采用特定的浮选工艺，使得含钾铝土矿的氧化钾脱除率大于65.91％，从源头上降低了含钾铝土矿中的含钾矿物，从而提高了氧化铝产品的产量和质量。

技术领域

本发明属于铝土矿浮选技术领域，具体涉及一种低品位含钾铝土矿脱钾的浮选方法。

背景技术

我国的铝土矿资源主要以一水硬铝石型铝土矿为主，其具有高铝、高硅、中低铝硅比的特点。随着我国氧化铝工业的快速发展，高品位铝土矿资源日益枯竭。山西主流矿石品位已经逐步从5.0下降到4.7、4.3、4.0。河南矿石品位更低至3.8。

随着矿石品位的降低，原矿中硅酸盐矿物的含量显著升高。采用低品位铝土矿生产氧化铝时，会增大碱耗、增大能耗，同时导致溶出赤泥量增加，给环境到来严重的负担。而且铝土矿中的钾矿物主要存附在硅酸盐脉石矿物中，造成原矿中的钾含量在不断增高，其中贵州、河南、山西等地部分铝土矿中K₂O含量均高于1％。

在拜耳法生产氧化铝过程中，伊利石等含钾硅酸盐矿物的存在致使铝酸钠溶液中的钾离子不断循环累积，易造成分解过程中晶种颗粒细化、分解率降低、氧化铝产品中钾含量增加等问题。在使用含钾铝土矿组织生产过程中，氧化铝产品中的K₂O含量会增加至0.04％左右，而通常的氧化铝产品中K₂O含量在0.02％左右。长期使用这种高钾含量的氧化铝，会对氧化铝电解过程产生以下危害：(1)电解质体系中会含有较高浓度的氟化钾，而氟化钾会降低电解质初晶温度，将导致电解质过热度增大并降低电流效率；(2)过热度增大甚至会导致炉帮融化，使得电流效率进一步降低；(3)氟化钾含量过高可导致电解质的粘度增大，使电解质中含碳增加，碳渣增多，且分离不清。而碳渣的增多，还会进一步增加电解质粘度，形成恶性循环；(4)随着氟化钾含量的增加，电解温度会逐步降低，其对氧化铝的溶解能力也逐渐下降，将导致炉底沉淀增多，炉帮变薄，对槽寿命和电流效率存在不利影响。

我国铝土矿中的硅矿物一般以高岭石、叶腊石、绿泥石、伊利石等铝硅酸盐矿物形态存在。在铝土矿浮选脱硅的过程中，现有的浮选药剂主要是脱除矿石中的高岭石、叶腊石、绿泥石等含硅矿物，并降低矿石中的二氧化硅含量，从而提高矿石的铝硅比，以达到拜耳法生产氧化铝原料的要求。但是，由于伊利石中含有大量的K⁺，当伊利石进行碎磨时，除氢键断裂外，还释放出K⁺，会形成高密度离子键表面，所以表面亲水性强，天然可浮性较差。现有的正浮选脱钾捕收剂和反浮选脱钾捕收剂对伊利石的K⁺捕收能力较弱，需要针对伊利石开发出高效的低品位含钾铝土矿脱钾捕收剂。

中国专利CN 105692658 B公开一种从氧化铝生产过程中回收碳酸钾的方法。该方法包括：将铝酸钠溶液碳酸化后，根据碳酸钠和碳酸钾在铝酸钠溶液中溶解度的差异，采用多次蒸发结晶的方法，将碳酸钾和碳酸钠进行分离。该方法可实现碳酸钾产品的回收，但是流程较为复杂，难以进行产业化应用，并且没有从源头上解决K⁺对铝工业生产中的危害。

经查阅国内外文献，未发现有关低品位含钾铝土矿进行分级浮选脱钾的相关资料。随着入选矿石品位的逐渐下降，矿石中有用矿物和脉石矿物的嵌布粒度更细，其选择性浮选分离的难度加大。同时，含硅杂质矿物含量增加，磨矿后矿浆的泥化程度严重，矿浆中的杂质离子含量增加，会造成泡沫夹杂、黏附，从而对浮选过程和指标的影响也非常显著。