高铁铝土矿的工艺矿物学及铝铁分离技术

表 G!实验样品中主要矿物成分及含量
&@H85G!T(=.(63M3(<(P=H3< =3<5/H)3<6H=.)56 !!7 !
样品
一水硬铝石
赤铁矿
褐铁矿
锐钛矿 金红石
伊利石 绢云母
高岭石
其他
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!!铝土矿是氧化铝和耐火材料等行业的重要原 料!同 时!随 着 特 种 氧 化 铝 用 途 的 不 断 拓 展!对 铝 土矿消耗量也不断增大!对铝土 矿的 品 质要 求 也 愈 来愈高&0’(随着优质 铝 土 矿 资 源 的 日 益 消 耗!贫 细 杂铝土矿的开采正日益受 到 重 视&#’(而 我 国 铝 土 矿 资源的主要特点是铝 硅 比 低!因 此!目 前 铝 土 矿 的 除杂主要 集 中 在 脱 硅 以 提 高 原 料 铝 硅 比(我 国 广 西)河南等地区有储 量 较 大)含 铁 较 高 的 铝 土 矿 资 源&!%’!这些 资 源 的 主 要 特 点 是 -)#Z! 含 量 较 低! 45#Z! 含量较高(
"LVD(()(Pa56(B/V56Q/(V5663<8H<SG3(5<83<55/3<8!T5<M/H)L(BMD F<3U5/63MI!TDH<86DH&0$$1!!TD3<H#
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!中南大学 资源加工与生物工程学院"湖南 长沙"&0$$1!#
摘要$研究含铁铝土矿!- 和 G#种矿样#的工艺矿物学和磁选铝铁分离技术$研究结果表明%#个样品中的 铝 矿 物
为晶体粒度细小的一水硬铝石!粒度为;!#$<=#&铁矿物主要为赤铁矿 和 褐 铁 矿"铁 矿 物 嵌 布 粒 度 相 对 较 粗!粒
表 D!铝土矿粒度组成
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不 同 粒 度 的 铝 土 矿 含 量&7
样品 !*$$!0*&!0*&!!0*$$0*$$!$*;$$*;$!$*$"& $$*$"&
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0!实验原料与方法
D"D! 原 料 物 化 性 能 分别选取# 种 45#Z! 含 量 不 同 的 铝 土 矿 $- 和
G%进行实验#从现场取得的 矿 样 用 颚 式 破 碎 机 破 碎 至 粒 度 小 于 !==!其 粒 度 组 成 如 表 0 所 示 #
微镜观察和 ‘ 射线衍射$‘a_%分析对#个样品进行 工艺矿物学 研 究#研 究 结 果 表 明’# 个 样 品 的 矿 物 种类基本相似!含 量 最 多 的 矿 物 为 一 水 硬 铝 石(铁 矿物主要为赤铁矿 和 褐 铁 矿(含 钛 矿 物 有 锐 钛 矿 和 金红石!含硅矿 物 主 要 为 硅 酸 盐 类 矿 物!含 量 较 高 的为伊利石"绢 云 母 和 高 岭 石## 个 样 品 中 矿 物 含 量差异较大!相对来说!样 品 - 中 一 水 硬 铝 石 的 含 量较低!而 45#Z! 矿 物 含 量 较 高## 个 样 品 的 ‘ 射 线衍射图谱如图0 所 示!主 要 矿 物 组 成 及 含 量 如 表 !所示#
#!工艺矿物学研究
为了万确方定数矿据物 组 成"含 量 及 嵌 布 关 系!采 用 显
& ) 一 水 硬 铝 石 (’ ) 赤 铁 矿 (( ) 伊 利 石 ( ) ) 褐 铁 矿 (* ) 锐 钛 矿 $H%样品 -($O%样品 G
图 D!铝土矿样品的 ‘ 射线衍射图谱
43F"D!‘a_.HMM5/<6(POHBW3M56H=.)56
* #!% *
中南大学学报$自然科学版%!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 第!"卷
!!在我国!针对铝 土 矿 选 矿 除 铁 的 研 究 主 要 集 中 在物理选矿法!归 纳 起 来 主 要 有 磁 选"浮 选 或 者 磁 选Y浮选联合 流 程 等#在 此!作 者 在 研 究 含 铁 铝 土 矿$- 和 G#个样 品%工 艺 矿 物 学 的 基 础 上!对 其 磁 选 分 离 除 铁 进 行 实 验 研 究 !以 使 铝 铁 较 好 地 分 离 #
) #!1 )
中南大学学报#自然科学版$!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 第!"卷
所示"其中&) 为回收率"
图 R!细小的柱状一水硬铝石散布在褐铁 矿集合体中的图像!g0$$ 反光"
43F"R!QD(M((P=3<BM5V()B=<H/S3H6.(/5 3<)3=(<3M5
表 I!磨矿时间与磨矿细度的关系
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由表#可知’# 种 铝 土 矿 中 L3Z# 含 量 较 低!而 45#Z! 的含量相对较高# D"E! 实 验 方 法
采用磁选的方法来 分 离 矿 石 中 的 含 铁 矿 物#实 验时!每次称取 相 同 质 量 的 矿 样!按 设 定 的 磨 矿 浓 度!在棒磨机中 磨 矿 指 定 时 间 后!采 用 夹 板 式 强 磁 选机进行磁 选!分 选 磁 性"非 磁 性 产 物!产 物 经 沉 降"过滤"干燥后!取样 分 析 其 中 45#Z!!-)#Z! 和 L3Z# 的含量#为 了 保 证 磁 选 过 程 中 磁 场 尽 量 均 匀! 实验时在夹板中添加钢毛作为磁选介质#
在 用 拜 耳 法 生 产 氧 化 铝 的 过 程 中 !若 铝 土 矿 中 铁含量过高!将会降 低 设 备 的 单 机 生 产 能 力!增 加 生产 能 耗!导 致 赤 泥 沉 降 困 难!因 此!这 类 资 源 必 须 通 过 选 矿 处 理 来 降 低 铁 含 量 !提 高 品 位 (
国 内 外 铝 土 矿 选 矿 除 铁 方 法 分 为 物 理 法 )化 学 法及生物法&"0;’(物 理 法 除 铁 的 工 艺 流 程 简 单!成 本低%化 学 法 对 铝 土 矿 中 铁 的 脱 除 率 高!-)#Z! 回 收率 高!但 存 在 成 本 高)环 境 污 染 等 问 题%生 物 法 选矿除铁是较经济)环 境 污 染 小 的 方 法!但 存 在 周 期 长 的 问 题 !尚 未 实 现 工 业 化 (
43F"G!Z()3M5V(<V5<M/3V3MI6M/BVMB/5 万方数据 (PS3H6.(/5
图 Q!赤铁矿呈星状嵌布在一水硬铝石粒间 的图像!g0$$ 反光"
43F"Q!QD(M((P6MH/V(<M/3OBM3(<(PD5=HM3M5 3<S3H6.(/5
由图 1 可 知#样 品 - 中 铁 矿 物 嵌 布 粒 度 较 细# 欲使样品中的铁矿物获得充分解离#对于样品 - 和
为给选矿确定合理 的 磨 矿 细 度 提 供 依 据#在 显 微镜下对样品中铁 矿 物 的 嵌 布 粒 度 进 行 测 定$其 累 计分布率如图1所示$
图 I! 一水硬铝石呈豆状集合体产出的图像!g;$ 反光"
43F"I!QD(M((PS3H6.(/5H6.36()3M3VH88/58HM3(<
图 E!叶片状一水硬铝石紧密镶嵌 构 成 矿 石 的 基 质 !g0$$ 反 光 "
度为$*;!!*$==#$当粒度小于$*$"&== 的 - 和 G 含量分别为1"*;$7 和 "1*!$7"磁 感 应 强 度 分 别 为 0*#>
和0*$> 时"可获得 -)#Z! 质量分数大于%;7"45#Z! 质量分数为;7!X7的非磁性物!铝精矿#$ 关 键 词 $铝 土 矿 &磁 选 &除 铁
43F"E!GH65(P=3<5/H)6P(/=5SM38DM O)HS56DH.5S3H6.(/5
图 P!赤铁矿!白色"和褐铁矿!灰白色" 紧密交生构成的集合体!g;$ 反光"
43F"P!J<M5/8/(RMDV(<6M3MBM3(<(PD5=HM3M5 H<S)3=(<3M5
图 G!一水硬铝石鲕状具同心环带构造!g;$反光"
&@H85I!a5)HM3(<6D3.O5MR55<8/3<S3<8M3=5 H<S8/3<S3<8P3<5<566
一水硬铝石结构如图#!&所示#可 见!一 水硬
第#期!!!!!!!!!!!!!!!!! 李光辉#等!高铁铝土矿的工艺矿物学及铝铁分离技术
’ #!" ’
铝石与含铁矿物的 主 要 嵌 布 特 征 为!一 水 硬 铝 石 多 呈板状"针柱 状"微 粒 状 产 出#粒 间 常 夹 杂 分 散 状 态的伊利石"绢云母 或 高 岭 石 而 构 成 矿 石 的 主 要 基 质$晶体粒度细小#大多在;!#$<= 之 间$集 合体 常具隐晶质:显微 晶 质 结 构#部 分 为 豆 粒 状 或 鲕 状$ 含铁矿物赤铁矿和褐铁矿在# 个样品中均分布广 泛#而且二者 常 常 紧 密 共 生 %见 图 ;&#粒 度 变 化 较 大#大的可达;== 左 右#一 般 介 于 $*;!!*$== 之间$在部分铁 矿 物 集 合 体 中#可 见 粒 柱 状 一 水 硬 铝石分布%见图 % 和 图 "&#这 为 采 用 磁 选 法 实 现 铝 铁分离提供了良好的条件$
收稿日期$#$$; $1 #; 基 金 项 目 $国 家 重 点 基 础 研 究 发 展 规 划 项 目 "?0XXX$%&X$0# 作 者 简 介 $李 光 辉 "0X"#Y #!男 !湖 南 益 阳 人 !副 教 授 !从 事 复 合 矿 综 合 利 用 研 究
论 文 联 系万人方$李数光据辉 !男 !副 教 授 %电 话 $$"!0:1"0$##;"Z#%[:=H3)$)38BH<8D"=H3)*V6B*5SB*V<
第 !" 卷 第 # 期 #$$%年&月 !
中 南 大 学 学 报 !自 然 科 学 版 " !!!!!!!!"#$%&"’()&* )%+,"!’#+$%#$-%.&$#*%(/(01"!!
源自文库
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高铁铝土矿的工艺矿物学及铝铁分离技术
李 光 辉 #董 海 刚 #肖 春 梅 #范 晓 慧 #郭 宇 峰 #姜 ! 涛
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#种铝土矿样品的主要化学组成如表#所示#
表 E!铝土矿的主要化学成分及铝硅比
&@H85E!@H3<VD5=3VH)V(=.(63M3(<H<S =H66/HM3((PH)B=3<HM(63)3VH(POHBW3M5
样品 !$-)#Z!%&7 !$45#Z!%&7 !$L3Z#%&7 铝硅比