最新]論文 范文【 精品】石灰拜耳法處理中低品位鋁土礦的某些現(xiàn)象或規(guī)律

1、石灰拜耳法處理中低品位鋁土礦的某些現(xiàn)象或規(guī)律石灰拜耳法處理中低品位鋁土礦的某些現(xiàn)象或規(guī)律 摘要：在石灰拜耳法處理中低品位鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的實踐與探索中，發(fā)現(xiàn)許多實際問題無 法用理論來辯證解決。本文揭示中低品位鋁土礦在碎礦與磨礦、脫硅歷程與進度、管道結疤 與磨蝕等方面存在的某些現(xiàn)象或規(guī)律。 關鍵詞：中低品位鋁土礦；磨礦細度； 二次脫硅； 結疤； 磨蝕 分類號：tf821 1 中低品位鋁土礦的碎礦與磨礦 1.1配礦準確度取決于均化程度 鋁硅比a/s僅為表示鋁土礦質(zhì)量的一個概念。用于生產(chǎn)的中低品位（4.5a/s6.0）鋁土礦的al2o3含量在57-63%，sio2在10.5-12.7%，上下波動不大

2、，其配礦準確度取決于均化程度；均化程度高，配礦準確度自然而然也高。 不同配礦方法取樣標準差的對比，驗證了這種無須計算的“配不準原則”的模糊配礦方法簡單易行有效；均化重于配礦。 1.2 硬度大的礦石不一定難以破碎 “硬度稍小而韌性稍大的礦石，比硬度稍大而韌性稍小的礦石，更難破碎”【1】。礦石破碎難易度不僅與礦石硬度有關，更主要還是礦石強度。 礦石形態(tài)與結構，礦石致密度、原始粒度、硬度與密度，礦石韌性與塑性，礦石含水率與孔隙率等，是礦石強度的綜合組成。 1.3磨礦細度只與礦物硬度有關 1.3.1 “多碎少磨”的實際意義 碎礦與磨礦理論指出，礦石從原始粒度碎磨到指定產(chǎn)品粒度，功耗是恒定的。由于磨機自

3、重150噸-200噸，消耗了大量功率，有效磨礦功率只有10-15%；而破碎機有效破碎功率可達55-60%；實現(xiàn)可磨度較大的中低品位一水硬鋁石的“多碎少磨”，是個研究的方向?！?】 1.3.2礦物硬度與礦石強度的不同概念 礦石研磨至一定程度的礦物單體解離，磨礦不再遵循磨礦功耗理論，此后礦物可磨度只與礦物硬度有關。 礦物單體構造、礦物之間膠結程度與集合體形態(tài)、礦物成熟度與氧化度，礦物晶體粒度等，是礦物硬度的綜合組成。礦物硬度與礦石強度是不同的兩個概念。鋁土礦的礦物硬度是 篩分概率“難免粒子”論：在破碎系統(tǒng)的篩分過程，必有10-15%的大于篩網(wǎng)尺寸的礦石成為篩下物；在磨礦系統(tǒng)的分級過程，必有5-10

4、%的不合格顆粒進入合格礦漿中。 由于難免粒子的存在，常使磨礦細度的測試不確實；生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)，測試細度+250#，%40時，礦漿不一定跑粗；而實際細度+250#，%30時，常常跑粗。 礦漿實際細度過大是脫硅率低、溶出率低、管道磨蝕的主要因素。須以d85或d90粒度概念修正破碎產(chǎn)品的測試粒度，以d90或d95細度概念修正磨礦產(chǎn)品的測試細度，才能正確判斷破碎產(chǎn)品實際粒度和礦漿實際細度。磨礦實際細度應為測試細度的0.90-0.95. 1.4 磨礦非常規(guī)控制 1.4.1物料級別變化破壞常規(guī)磨礦【5】 磨礦介質(zhì)級配依據(jù)是物料級別；當物料級別與介質(zhì)級配不一致時，常規(guī)磨礦規(guī)律被破壞。大量粒度級別與介質(zhì)級配不一致的

5、細粒物料，比級別與級配一致的粗粒物料，更難磨細。磨礦過程關注物料性質(zhì)變化，重于對其它影響因素的固執(zhí)誤判。 1.4.2 石英也不是最難磨的含硅礦物【6】 不能認為中低品位鋁土礦因含sio2偏高而難磨。鋁土礦中的含硅礦物主要是伊利石和高嶺石，硬度和密度都較小，開路磨礦就能得到選擇性碎解。盡管石英是含硅礦物的最高形態(tài)，礦物成熟度最高，也不是最難磨。礦石結構致密、礦物集合緊密、強度較大的某些一水硬鋁石最難磨，比如鋁土礦中的主要含硫礦物黃鐵礦（fes2），呈粒狀、?狀集合體構造，被al2o3、sio2緊密包裹，在難磨中不能完全解離；測試跑粗的礦漿細度，證實了含硫礦物影響磨礦。 1.4.3 段閉路磨礦改為

6、段開路的可行性 現(xiàn)行的段開路段閉路碎礦與磨礦系統(tǒng)，流程復雜，段閉路負荷是開路的兩倍左右；堅持段開路段閉路碎礦“多碎少磨”原則，控制碎礦產(chǎn)品粒度15mm，1.5 增大石灰添加量有助于預脫硫【7】 貴州大學石灰拜耳法脫硫研究，試驗了礦漿制備、稀釋脫硅與深度脫硅過程的脫硫行為，為石灰脫硫提供了依據(jù)；脫硫產(chǎn)物是3cao.al2o3.caso4.12h2o. 研究認為，在礦漿制備過程，礦漿槽保持一定的高液位，礦漿溫度在70-75，時間50-60分鐘，預脫硫效果最好。 由于礦石和石灰質(zhì)量的波動，應以鈣硅比c/s、鈣鈦比c/t、鈣硫比c/s、鈉硅比n/s、鈣鋁比c/a的最佳工藝指標組合，準確計算石灰添加量，

7、滿足預脫硫的需要。 2 中低品位鋁土礦的脫硅進程與進度【8】 2.1礦漿沖淡與預脫硅率關系最大 業(yè)已確認，高硫（s0.8%）促進預脫硅，中硫（0.3%s0.8%）抑制預脫硅，低硫（0.1%s0.3%）或無硫（s0.1%）正常脫硅；預脫硅消耗了循環(huán)母液苛性鈉；在預脫硅被抑制時，礦漿沖淡最小。 礦漿沖淡不僅是礦石含水率或流程進水的原因。高硫促進預脫硅過程，礦漿沖淡最大；其次是段磨礦過程，劣質(zhì)石灰引起礦漿沖淡；伊利石型一水硬鋁石，幾乎不進行預脫硅，礦漿沖淡較小。 低品位礦石因雜質(zhì)含量高，礦漿沖淡較大。礦漿沖淡的計算：以循環(huán)母液苛性鈉濃度減去預脫硅后礦漿苛性鈉濃度，比減去二次礦漿苛性鈉濃度，更為合理。

8、 2.2 低品位礦石中的sio2在溶出過程并未全部溶解 通過模擬試驗，高低品位鋁土礦的溶出行為存在差異。a/s為5.5的原礦，與極高極低品位配到5.5的混礦，在同等條件下溶出速度不同。a/s7.5的鋁土礦石，在溶出過程al2o3和sio2基本上全部溶解；極低品位的礦石，溶出率較低，在溶出結束時，礦石中的sio2并未全部溶出，在稀釋過程將得到釋放而擴散到溶液中。 石灰乳（ca（oh）2）微溶于水中。在110以上的濃度較高的鋁酸鈉溶液中，石灰乳溶解度很低，且鋁酸鈉溶液濃度越高，石灰乳溶解度越小。 溶出礦漿經(jīng)稀釋，直至赤泥洗滌，石灰乳的溶解度增大，有助于二次脫硅。 2.3 稀釋后礦漿同時進行固相二次

9、脫硅與液相深度脫硅 二次脫硅即在溶出過程中未能及時從礦漿固相中溶出的sio2，在稀釋后擴散到溶液中。但由于溶出礦漿被稀釋，鋁酸鈉溶液中sio2濃度不能很快達到過飽和，因此稀釋過程的深度脫硅進度很慢；稀釋以二次脫硅為主。二次脫硅以擴散控制為主要行為過程，某些文獻認為稀釋脫硅是溶液深度脫硅的過程，對處理中品位鋁土礦而言，實際違背稀釋定律。【9】 因此，深度脫硅主要在鋁酸鈉粗精液中進行。深度脫硅以化學控制為主要行為過程，過量的加入石灰乳，進行深度脫硅，過濾凈化了鋁酸鈉溶液，但造成外排赤泥氧化鋁的損失。 外排赤泥氧化鋁損失的另一主要原因是赤泥洗滌，而不是鋁酸鈉溶液的水解；在洗滌過程，化學損失遠小于洗滌

10、附損。合理洗滌工藝制度，提高洗滌效率，能減少附損。 以外排赤泥al2o3含量（aww）與溶出赤泥al2o3含量（ar）可計算al2o3的損失率。 3 中低品位鋁土礦溶出管道結疤與磨蝕 3.1 礦漿跑粗是管道磨蝕的主要原因【10】 溶出管道磨漏造成非計劃停車，每次管道磨漏之前，二次礦漿細度總是在+250#，%27.5，而且隔膜泵首先卡閥或刺料。 “鐵，在高溫的濃堿中，極易被腐蝕?！惫艿滥p與腐蝕的過程是：連續(xù)不斷的被礦漿顆粒磨損出新鮮表面，又連續(xù)不斷的被礦漿中的游離苛性鈉或硫腐蝕。管道磨漏是先磨后蝕的過程。 3.2 硫不是管道磨損與腐蝕的主要因素 在一定濃度的循環(huán)母液中的硫以飽和的na2so4存

11、在，一旦過飽和，就會在蒸發(fā)器等內(nèi)壁析出結疤，這使硫在母液中的富集成為不可能；黃鐵礦（fes2）在溶出溫度180時才開始大量溶解，而管道磨蝕大部分發(fā)生在150低溫預熱段；對入磨礦石、溶出礦漿、粗精液以及外排赤泥中硫的跟蹤取樣與物料平衡計算，管道磨漏部位的黑綠色礦漿固相s0.05%；磨漏時礦漿液相s0.5g/l， 證明管道磨蝕不是硫引起。 3.3 輕度結疤可減緩或阻止管道磨蝕【11】 實踐發(fā)現(xiàn)，結疤與腐蝕程度呈負線性關系。在溶出管道磨蝕的階段，結疤結構脆弱，結疤厚度僅有1mm左右。石灰既是脫硫劑，也是良好的脫硅劑。過量石灰拜耳法的脫硅產(chǎn)物cash比常規(guī)拜耳法的脫硅產(chǎn)物nash更具穩(wěn)定性。管道結疤因

12、脫硅而生成，適量增大石灰添加量，使管道結疤nash更固定，能減緩或阻止管道磨蝕。 參考文獻 【1】氧化鋁生產(chǎn)工藝/梅劍珊編. 中國有色金屬工業(yè)總公司.1985年5月第1版. 【2】鋁土礦石強度試驗/河南中美鋁業(yè)化驗中心. 2014年2月. 【3】陳勇鋁礦石多碎少磨新工藝研究.輕金屬.2001年第1期. 【4】普通化學/王明華修訂. 5版. 北京：高等教育出版社.2002.9. 【5】選礦手冊第2卷第1、2分冊. 北京：冶金工業(yè)出版社.1997.7. 【6】礦物及巖石辭典/翁潤生主編.北京：化學工業(yè)出版社.2007.7 【7】石灰拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的脫硫研究/貴州大學碩士學位論文.2007.6. 【8】拜耳法生產(chǎn)氧化鋁/畢詩文等編著.北京：冶金工業(yè)出版社.2007.11