绿色矿山技术
传播与践行者
铝是地壳中丰度最高的金属元素，从20世纪50年代起，铝超越了铜成为消耗量仅次于铁的金属元素，用于制备氧化铝的主要原料是由一水硬铝石、一水软铝石或三水铝石组成的铝土矿[1-3]。我国西南地区存在大量的铝土矿资源，但由于铝土矿中含硫偏高，资源未得到有效地利用。随着我国铝工业的发展，高铝硅比的铝土矿资源越来越少，开发和利用含硫较高的铝土矿将显得尤其重要[4-7]。为此对西南某含硫铝土矿进行了脱硫试验研究。
一、矿石性质
对西南某铝土矿进行工艺矿物学研究，矿石中主要元素的化学分析结果见表1。
由表1看出，矿石中硅的含量较高，铝硅比(A/S)较低，矿石中杂质元素Fe2O3、TiO2、硫的含量较高。由于该矿石除硫外，其余杂质能满足现氧化铝生产工艺的要求，所以仅进行了脱硫试验。
矿石中铝矿物主要由一水硬铝石、一水软铝石、三水铝石和铝凝胶组成；含硅脉石矿物主要由高岭石、绿泥石、伊利石组成；硫化矿物主要由黄铁矿、白铁矿、黄铜矿、方铅矿组成；铁矿物主要由针铁矿、水针铁矿、菱铁矿、赤铁矿组成；钛矿物主要由锐钛矿、金红石组成；此外还有少量电气石、锆石、石英、绿帘石、榍石、方解石等脉石矿物。
黄铁矿、白铁矿是矿石中最主要的硫化矿物，主要呈斑块状、结核状、不规则粒状、环状、微细粒状等形式产出。部分黄铁矿被压碎成微粒状嵌布在脉石矿物中。也有少量黄铁矿呈微细粒浸染状不均匀地分布在脉石矿物中。此外还有少量黄铁矿沿脉石矿物的裂隙充填成脉状、细脉状分布。在黄铁矿中常有金红石、锆石等矿物的细粒包裹体。黄铁矿的粒度为10～300μm，其中+74μm占65.52％，而粒度小于10μm占4.67％。
二、选矿试验
该铝土矿中含硫矿物t要为黄铁矿和白铁矿，对该矿进行了浮选流程试验研究。
（一）pH条件试验
该矿矿浆自然pH值为5.80，加碳酸钠调矿浆pH值，捕收剂为丁基黄药，用量50g/t，起泡剂为BK201，用量60g/t。pH条件试验结果见图1。
图1表明，脱硫以矿浆自然pH值为5.80时最佳，加入碳酸钠对脱硫是不利。
（二）抑制剂条件试验
矿浆自然pH值为5.80，捕收剂为丁基黄药，用量50g/t，起泡剂为BK201，用量60g/t。抑制剂BK313条件试验结果见图2。
图2表明，抑制剂BK313对脱硫的影响是明显的，随着BK313用量的增加，尾矿脱硫率迅速增加，当用量为360g/t时，硫精矿中硫的回收率达到最高，脱硫后的尾矿经一次粗选其硫含量即可降至0.43％。再增加用量硫精矿中硫的回收率有下降趋势。因此抑制剂BK313最佳用量为360g/t。
（三）捕收剂用量条件试验
矿浆自然pH值为5.80，起泡剂BK201用量60g/t，抑制剂BK313用量360g/t，捕收剂用量条件试验结果见图3。
在用量为50～70g/t即可获得较理想的试验结果，确定捕收剂用量为50g/t。
（四）泡剂用量条件试验
矿浆自然pH值为5.80，捕收剂丁基黄药用量50g/t，调整剂BK313用量360g/t，起泡剂用量条件试验结果见图4。
图4结果表明，随起泡剂用量增加，硫精矿硫的回收率增加，当用量为60g/t时，尾矿硫品位降至0.55％，再增加用量，尾矿硫品位不变，硫精矿硫的回收率增加幅度很小。因此将起泡剂用量定为60g/t。
（五）磨矿细度条件试验
完成上述各种条件试验后，在最佳条件下，进行了脱硫的磨矿细度试验，试验结果见图5。
脱硫磨矿细度不宜太细，当磨矿细度大于75％-74 m时，脱硫尾矿硫含量又趋于上升，且硫精矿品位及其硫的回收率随磨矿细度增加有下降趋势。按合同要求（脱硅精矿含硫量小于0.50％）以及下一步浮选脱硅工艺的条件，最佳脱硫磨矿细度（粗磨细度）应在65％～75％-74μm之间（脱硫尾矿含硫量小于0.40％），粗磨细度可根据脱硅工艺的变化而变化。
（六）脱硫浮选开路试验
在条件试验的基础上，按图6所示流程及条件进行了全开路脱硫浮选试验，试验结果列于表2。
开路试验结果表明，在一次扫选条件下，可获得含硫0.29％的脱硫尾矿。硫粗精矿经一次精选可获得含硫34.87％的硫精矿，硫精矿中A12O3损失率为0.56％。
（七）脱硫浮选闭路试验
按图7流程进行了闭路试验。试验结果见表3。
获得了铝精矿铝硅比4.18、A12O3回收率为96.57％、含硫量为0.37％的选别指标，达到氧化铝生产要求。
三、结语
矿样中含硫矿物主要是黄铁矿及少量白铁矿，脱硫浮选矿浆是酸性矿浆，自然pH值为5～6，通过一次粗选、一次扫选和一次精选，即可将铝精矿中含硫降至0.37％，满足铝精矿含硫低于0.5％的要求。
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