鋁土礦的浮選過程特徵與柱分選方式研究

《鋁土礦的浮選過程特徵與柱分選方式研究》是依託中國礦業大學，由周長春擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：鋁土礦的浮選過程特徵與柱分選方式研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：周長春
• 依託單位：中國礦業大學

項目摘要

我國鋁土礦資源以一水硬鋁石型為主，鋁矽比低，主要礦物嵌布粒度細，易泥化，分選難度大。本項目在鋁土礦浮選過程特徵研究的基礎上，提出在旋流-靜態微泡浮選柱上部嵌入快速浮選單元，形成以快浮為特徵的鋁土礦柱式梯級強化分選理論與技術。內容包括：（1）研究鋁土礦浮選的過程特徵，建立浮選速率的數學模型；（2）鋁土礦柱分選設備中嵌入式快浮單元的作用機理及最佳化設計；（3）基於鋁土礦浮選過程特徵的柱式梯級強化分選方式的構建與實現；（4）中低品位鋁土礦柱式分選效果實證及工藝試驗。項目的科學意義：創新柱式分選方法，豐富柱式梯級強化分選理論，推動柱分選技術的發展；拓展鋁土礦浮選的研究領域，豐富鋁土礦浮選的理論，促進鋁土礦選礦事業的發展。實用價值在於研究以快浮為特徵的鋁土礦柱式分選技術，為中低品位鋁土礦資源的開發提供技術支撐，擴大可利用的鋁土礦資源，緩解礦石緊張的局面。

結題摘要

項目以鋁土礦中的主要礦物一水硬鋁石、高嶺石、伊利石、葉蠟石等純礦物為試驗對象，研究了pH值、捕收劑、浮選時間等因素對礦物可浮性的影響，得出在pH值為9、油酸鈉用量0.06g/L、浮選時間5min時，可實現一水硬鋁石與脈石礦物的有效分離，目標礦物回收率達到78%。利用哥里科夫浮選速度模型，建立了實驗室及生產現場鋁土礦浮選速率模型，總結出鋁土礦浮選的特點：前期速度快，後期速度慢；中間粒級（-41+10μm）顆粒的浮選速度快，回收率高；-10μm細粒級和粒度稍粗的-54+41μm顆粒的浮選速度慢，回收率低；粗粒級-74+54μm浮選速度最慢，回收率最低。根據鋁土礦的浮選過程特徵提出梯級強化分選工藝，用快速浮選單元將易浮礦粒儘早浮出，用旋流-靜態微泡浮選柱強化難浮礦粒的分選。設計了自吸式圓筒形24小管排料的快浮單元，銜接於旋流-靜態微泡浮選柱的柱體上部，構建了快浮嵌入式浮選柱。利用Fluent對嵌入快浮單元後的柱體內部流場進行了模擬。在流體速度、湍流動能、湍流耗散率等方面進行了分析，得出：嵌入快浮單元後，浮選柱入料段的湍動能在0.05~0.35m2/s2，低於工業傘形給料下的入料段湍動能，故快浮單元給料對浮選柱中泡沫層的富集及穩定更有利；嵌入快浮單元前後，浮選柱柱選段的軸向速度在0~0.35m/s範圍內，旋流段的切向速度在0~0.11m/s範圍內，說明快浮單元的嵌入沒有破壞傳統工業浮選柱柱選段原有的相對靜態的分選環境和旋流段的旋轉力場。針對A/S為5.40的鋁土礦原礦分別開展了試驗室、半工業和工業柱式分選試驗，得出：在實驗室採用一粗一精開路流程可獲得A/S 9.95、Al2O3回收率83.85%的精礦，與浮選機工藝相比，精礦A/S提高0.83，Al2O3回收率提高了6.7個百分點；在半工業試驗中採用一粗一精工藝可獲得A/S 10.85、Al2O3回收率80.43%的精礦，與浮選機相比精礦回收率提高3.43個百分點；在工業試驗中採用一粗一掃工藝可獲得A/S 8.31、Al2O3回收率85.28%的精礦，與浮選機分選系統相比精礦A/S低1.42、回收率高6.15個百分點。最後依據快浮嵌入式浮選柱的工作原理提出並開展了“機-柱聯合”的新型分選工藝，當原礦鋁矽比為2.88時，獲得了鋁矽比6.37、Al2O3回收率77.63%的精礦。該研究為我國中低品位的套用提供了新思路。