我国铝土矿选矿的现状与进展

Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，１９８７，（４）：４５—５０．
ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｓａｌａ—Ａｇｉ—
Biblioteka Baidu
（收稿日期：２０１１—０５—０９） 作者简介：张国旺（１９６３一），男，博士，教授级高工，国务院 特殊津贴专家。长沙矿冶研究院矿冶装备所所长。
（２］Ｆ．Ｍａｒｍｏｒ．Ｅｎｅｒｇｙ—ｓａｖｉｎｇ ｆｉｎｅ—ｇｒｉｎｄｉｎｇ
始实验研究至今，经历了四个主要发展阶段。第一个 阶段是上世纪７０年代至２０００年的实验室研究和半 工业化试验阶段，在此期间，中南大学、北京矿冶研 究院、广州有色金属研究院、郑州轻金属研究院等单 位都开展了铝土矿选矿研究：第二个阶段为ＸＢＦ机
械搅拌充气式串联浮选槽的浮选工艺。以２００２年中 国长城铝业公司所属中州铝厂浮选生产线建成投产
到大幅提高，具有了广泛的推广价值。目前，人选原 矿Ａ／Ｓ可以减低到２．５左右，精矿Ａ／Ｓ的提高值为
原矿Ａ／Ｓ的两倍左右是最为经济的控制条件，精矿 收率约为７５％，尾矿Ａ／Ｓ可以控制到１．３以下。
元。中州铝厂的初步成功激励了其他企业建设选矿
项目的热情。２００６—２００９年中国铝业河南分公司、 汇源铝业、希望铝业的选矿．Ｔ程相继投产。这些大规
２铝土矿的脱铁与脱硫
铝土矿中硫主要是以黄铁矿（ＦｅＳ２）形态存 在，硫的存在会造成拜耳法氧化铝生产碱耗增加，赤 泥的沉降性能下降，设备结疤和腐蚀等多种危害，所 以必须想办法将硫脱除。脱硫过程一般应在脱硅前
正浮选氧化铝总回收率可以达到８５％，并确立了选
部分铝土矿资源，掌握着全球铝土矿的供应和定价 权，进口量的大幅增加将使铝土矿成为“铁矿石第
二”，给我国铝工业带来经济损失和资源保障威胁。 铝土矿选矿是觎决国内大量的氧化铝产能用矿
择性磨矿——分离部分粗矿颗粒为精矿的半浮选流
程。２００２年中国长城铝业公司所属中州铝厂浮选
（下转第１９页）
的浮选效果。２００９年开曼铝业在此工业试验基础
上建成了年处理１２０万吨铝土原矿的全浮选选矿工
２０１１年６月・赣州
中国有色金属学会
１９
［３］余永富．我国铁矿选矿技术进步及急待解决的问题［ｊ】．矿冶
４
结
语
工程，２００６，ｌ一７． 【４】张国吒，超细粉碎设备及其成用，冶金工业出版社，２００５．
很大影响．以至于目前还没有一家使用该技术商业
（３）詹姆斯充气矿化浮选槽并联各槽之间液量
平衡难以控制，影响选矿效果。
１．３詹姆斯微泡充气矿化浮选槽集成快速浮选系
统的应用 詹姆斯微泡充气矿化浮选槽集成快速浮选系统 是在开曼铝业选矿Ｔ艺基础上．为了克服其系统缺
化运营的铝土矿选矿厂能实现盈利。
１．２詹姆斯微泡充气矿化浮选槽并联技术的应用
优势：
（１）通过控制矿物颗粒的循环过程，实现了贫
连生体粗矿颗粒的起浮；尾矿Ａ／Ｓ控制良好：实现 了矿物的全浮选： （２）浮选电耗比ＸＢＦ机械搅拌槽节约５０％ 左右：
矿化起浮，造成尾矿Ａ／Ｓ超标，只能先分离部分粗 矿颗粒直接作为精矿，以控制进入浮选的粗矿颗粒
的数量，从而造成精矿Ａ／Ｓ也难以达到要求；
（３）药剂消耗比ＸＢＦ机械搅拌槽节约３０％
ｍｍ
（３）矿化器采用风膜保护列管式矿化器，几
乎不产生磨损： （４）系统只是针对应该加药的矿浆流进行加 药，加药点更加合理，提高了药剂的使用效率；药剂 消耗比ＸＢＦ机械搅拌槽节约４０％左右； （５）不建设浮选厂房，系统直接安装在地面 上，降低了建设投资。 系统采用计算机控制，实现无人值守。 该系统已经开始在２０１１年新建的东大矿业
２０１
些选厂的精矿作为产品进行市场销售。２００９年以 前建成的选厂基本上沿用了与中州铝厂相似的
流程。
该流程在当时作为一种新工艺，改善了我国氧
化铝工业的困境，即由于我国铝土矿的特性．只能采
取高能耗的混联法或串联法生产工艺。使氧化铝拜 耳法生产成为现实，具有传统工艺不可比拟的优势。 所以得到行业的广泛认可和赞扬，但由于是新工艺． 在实际运行中也暴露出不少问题和缺点，归结起来， 该工艺流程主要优势和缺点如下。 优势： （１）系统浮选槽串联自流，系统平衡容易控制；
难选铝土矿的选矿研究
．铝土矿多为寒武一奥陶系碳酸盐矿物化学风
化剥蚀沉积型矿床．不同地区矿石与脉石的嵌布粒 度有很大的差异。难选铝土矿石多为高硬度、嵌布粒 度较细的矿石，以重庆地区与晋西北地区为多，此种 矿石因为解离网难，浮选结果表现为精、尾矿的差异 性小，而不能实现有效的分离。 采用于湿两段的解离方法对此种矿石的解离 有积极意义，试验室研究表明，先把矿石用干法磨细 到０．２５ ｆｉｌｍ以下．然后再进行湿磨研磨可以获得良 好的解离效果．但此工艺仍需进一步的试验室研究 与工业应用来验证。
厂只能使用Ａ／Ｓ ４．５左右的原矿，这将达到拜耳法 生产的最低极限。国内大量的氧化铝产能将面临依 靠进口铝土矿的局面。由于跨国公司垄断了全球大
ＸＢＦ机械搅拌充气式串联浮选槽技术的应用
我国第一条铝土矿选矿Ｔ业试验生产线由中国 长城铝业公司于２０００年在小关铝矿建成，该生产线 采用了ＸＢＦ机械搅拌充气式串联浮选槽技术，对铝 土矿正、反浮选都进行了１：业试验，试验结果表明，
的唯一途径。我国第一条铝土矿选矿生产线２００２ 年在中州铝厂投用。中铝河南分公司、希望铝业、开
曼铅业与汇源铝业铝土矿选矿工程也于２００９年相
生产线建成投产．最终形成了分离部分粗矿颗粒为
精矿、ＸＢＦ机械搅拌充气式串联浮选槽６ｑ一一
３＿２流程，即ｌ粗（６槽串联）一１粗扫（２槽串
继投产。选矿技术也经历了从ＸＢＦ机械搅拌充气 式串联浮选槽技术到詹姆斯微泡充气矿化浮选槽并 联技术，至目前詹姆斯微泡充气矿化浮选槽集成快
年左右。铝土矿资源在经历了最近１０年的掠夺性
为标志：第三个阶段为詹姆斯微泡充气矿化浮选槽
并联浮选工艺。以２００９年三门峡开曼铝业１２０万吨
铝土矿选矿生产线建成投产为标志：第四个阶段为 詹姆斯微泡充气矿化浮选槽集成快速浮选工艺，以
２０１１年河南东大矿业５０万吨铝土矿选矿生产线建 设为标志。
１．１
开采后。已经出现了严重的贫化和枯竭，２００２年氧 化铝厂原矿Ａ／Ｓ尚可保持在８．５以上，到了２００９ 年，氧化铝厂原矿Ａ／Ｓ基本维持在６左右，甚至已 经下降到了５．Ｏ的水平。可以预计，两年后氧化铝
乎全部国有资本的８００万吨，发展到目前的４５００万
吨．随着氧化铝产能的扩大。铝土矿消费量也迅速增
长．国内铝土矿需求超过１亿吨．众多氧化铝企业对
铝土矿资源的争夺也达到了白热化。
我国铝土矿总体特征为资源相对匮乏、铝土矿 品质不佳，中国铝土矿储量、基础储量分别占世界的 约２．６％和６％。而且几乎全是难溶的一水硬铝石， 目前保有储量仅２３亿吨，国内铝土矿只能使用２０
ｔｏ
【５】张国旺．市式螺旋搅拌磨矿机在工业中的应用［Ｊ］．金属矿
山，１９９８（．９）．
【６］ＺｈａｎｇＧ．Ｗ．，Ｚｈａｏｘ．，Ｌｉ Ｚ．Ｑ．，Ｘｉａｏ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｖｅｒｔｉ‘’ａｌ Ｓｃｒｅｗ
Ｓ．ｘ．，Ｈｕａｎｇ Ｌ．Ｌ．， Ｓｔｉｒｒｅｄ Ｍｉｌｌ．ＸＸＶ Ｉｎ—
ｔｅｍａｔｉｏｎａｌ
Ｍｉｎｅｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ
Ｃｏｎｇｒｅｓｓ，２０１０。Ｂｒｉｓｂａｎｅ，Ａｕｓ－
ｔｒａｌｉａ，１４３７—１４４３．
［７】张国旺，黄圣生．超细搅拌劈机的流场模拟和应用［Ｊ】，矿山 机械。２００８（２１）。ｖ０３６，７８—８４．
ｆｉｎｅ ｇｒｉｎｄｉｎｇ．Ｍｉｎｅｒ－
Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ
２
任光明：我国铝土矿选矿的现状与进展
会议论文集
模的选厂都是在氧化铝生产流程上嫁接的选矿流
程：同时还有几家小规模独立的选矿厂建成投产，这
程，流程采用全磨全浮选两组詹姆斯充气矿化浮选 槽ｌ粗（６槽并联）一ｌ精（５槽并联）一ｌ扫（４槽并 联）流程。从２００９年１０月份开始历经一年试车。尾
矿Ａ／Ｓ一直在１．８～２．２之间。难以获得良好的选 矿效果；２０１０年１０月开始对浮选槽及流程进行改 造．改造后即可获得了尾矿Ａ／Ｓ １．２～１．３的选矿效 果；至２０１０年底开曼铝业选矿技术指标终于达标．
ｔａｔｅｄ—Ｍｉｌｌ Ｓ１１．
ＳＡＭ．Ａｕｔｂｅｒｅｉｔｕｎｇｓ—Ｔｅｃｈｎｉｋ，１９９３，３４（１０）：５０６一
（上接第２页） 流转到下一级的泡沫溜槽。从而解决了泡沫流 转难题：
进行，按照硫化物正浮选的工艺就可以实现脱硫。
脱硫后矿浆进行重磨调质就可以进行脱硅作业。
我国铝土矿中的Ｆｅ：Ｏ，含量在ｌ～１５％之间， 氧化铝＿ｒ业对Ｉｒｅ：０，含量没有具体的要求不需要脱 除，但耐火材料行业对铝土矿中的Ｆｅ：Ｏ，要求较高， 一般为ｌ％，３％．脱除铝土矿中的铁对耐火材料行 业是必要的。由于镉土矿中的铁基本上是以赤铁矿 的形态存在．而且嵌布粒度多在０．０３８～０．０５０
２０１１年６月
２０１１中国矿产资源综合利用与循环经济发展论坛
我国铝土矿选矿的现状与进展
任光明
（郑州广益达资源新技术有限公司，
河南郑州４５００００）
Ｏ前
言
ｌ
我国铝土矿选矿脱硅技术发展回顾
我国铝土矿浮选脱硅技术从上世纪７０年代开
近十年来．我国氧化铝工业随着民营资本的进
人，呈现了爆炸式发展，氧化铝产能由２００１年前几
（４）很少使用消泡水，降低了后续矿浆的处理
成本。 缺点：
（１）用于选煤的詹姆斯浮选槽不适用于铝土矿 浮选过程，矿化器磨损严重，循环量难以控制，需要
进行改造：
（２）由于每一选矿过程的动力为泵输送，泡沫
流转困难，容易出现冒槽：
但对有较大利润空间的氧化铝生产来说，依然可以 承受。但该技术对于商业化运营的选矿厂来说，矿 石加Ｔ成本与精矿质量的问题郜对Ｔ厂经营造成了
速浮选技术的不断进步与完善．技术经济指标也得
联）一１精（４槽串联）ｑ精（３槽串联）一１精扫（２
槽串联）的流程。该项目实现了预计的经济技术指 标，目前人选矿石Ａ／Ｓ为４．０～４．５，精矿Ａ／Ｓ为７ 左右，尾矿Ａ／Ｓ为１．５左右。吨原矿电耗７０ ｋＷｈ， 吨原矿药剂消耗１２００ ｇ．吨原矿加工成本超过１００
之间．因而通过一般的磁选不能达到除铁的目的，高 梯度立环磁选对铝土矿中的赤铁矿有一定的脱除作 用，但需要针对矿物进行解离的研究，选择合适的解 离粒度．即使这样，铁的脱除率也仅在５０％左右。
３
５０万吨选矿工程、华谊矿业２８０万吨铝土矿选矿工
程、三门峡广益达矿业、新绛矿业项目上推广应用， 尾矿Ａ／Ｓ以及产出率可以实现精确控制。 詹姆斯微泡充气矿化浮选槽集成快速浮选系 统具有广泛的推广价值，可以适用于选煤等金属、非 金属矿物的浮选过程．系统的梯级可以根据不同矿 物的特点进行设计。
詹姆斯充气矿化浮选槽技术，是１９８４年澳大利
亚詹姆斯教授发明的一种短柱浮选技术，其原理是
点而开发的浮选系统，该系统与开曼铝业詹姆斯微 泡充气矿化浮选槽并联技术相比较，具有以下特点： （１）系统采用单槽梯度浮选，系统液量平衡易 于控制；每一单槽的循环量额定，保证了浮选循环
比，浮选效果稳定： （２）浮选单元阶梯布置。从扫选到精选依次从
大型塔式搅拌磨机将会受到金属矿山矿物加 工领域更多的关注和重视．也将会越来越多的得到 应用。这都需要设备研制者和工艺人员密切配合， 共同攻关进行大型搅拌球磨机研制及其在金属矿山 的应用。细磨技术和装备住金属矿山资源综合利用 和节能降耗中大有用武之地。
参考文献：
［１］Ｄ．Ｅ．Ｓｔｉｅｆ．Ｔｏｗｅｒ
ａｌｓ ａｎｄ ｍｉｌｌ ａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
将气泡与矿浆在矿化器中高速混合，然后由释放头
释放来实现矿物与脉石的分离，该技术已经广泛应
用于圜内外的选煤行业。２００８年中国铝业郑州研 究院完成了该技术用于铝土矿选矿的工业试验．获
得了原矿Ａ／Ｓ为３．５、精矿Ａ／Ｓ ８．５、尾矿Ａ／Ｓ
１．１５
高到低配置，处于高位浮选槽的泡沫液化的矿浆流 人处于低位的浮选槽．未能消泡的高Ａ／Ｓ泡沫直接
左右。
（２）系统运转设备多，能耗过高，造成选矿成本
过高： （３）系统必须加入大量的消泡水来保证泡沫的 流转，从而必须配置精矿浆、尾矿浆浓缩没备。 实际的工厂运营表明。该半浮选流程作为氧化 铝厂嫁接的生产流程来说，有一定的运营价值，因为 选矿仅是氧化铝生产流程的一个环节，无论精矿质 量如何，全厂生产也不会停滞，虽然加工成本过高，
（２）传统浮选技术，生产容易掌握。 缺点： （１）大颗粒贫连生体矿物竞争药剂闲难，难以
１年一季度开曼铝业人选原矿Ａ／Ｓ ２．９５、精矿 ６．２５、尾矿Ａ／Ｓ １．２一１．３、吨原矿药剂消耗８００
Ａ／Ｓ
ｇ、吨原矿电耗４０ ｋＷｈ左右、吨原矿加工成本约为
７０元，经济技术指标较为理想。该流程的优势与缺 点如下。