Техническая область

Настоящее изобретение относится к способу обогащения бокситов диаспорового типа, используемых для производства глинозема.

Фоновое изображение

Ресурсы бокситов Китая представлены в основном бокситами диаспорового типа, характеризующимися высоким содержанием оксида алюминия, высоким содержанием диоксида кремния и низким соотношением оксида алюминия к диоксиду кремния; у большинства из них это соотношение составляет от 4 до 8. Такие руды в основном перерабатываются по технологии известкового спекания и комбинированному процессу Байера-спекания для производства глинозема. Эти два метода имеют такие недостатки, как высокое энергопотребление, длительность технологического цикла и значительные капиталовложения. Однако процесс Байера, отличающийся простотой технологической схемы и хорошей экономической эффективностью, требует сырья с соотношением глинозема к кремнезему (A/S) более 10. С целью удаления кремниевых пустых пород из бокситов и повышения соотношения А/С сырья, необходимого для его использования в процессе Байера, с 1970-х годов как в стране, так и за рубежом проводятся обширные исследования по удалению кремниевых минералов методами обогащения, среди которых флотационное обескремневание является одним из эффективных методов.

В настоящее время в процессе флотации бокситов диаспорового типа степень измельчения составляет более 90%, проходящих через сито с ячейками 0,074 мм, а в качестве регуляторов используются карбонат натрия, силикат натрия, гексаметафосфат натрия, сульфид натрия и т. д., а в качестве коллекторов для десиликации бокситов при флотации используются окисленное натриевое парафиновое мыло, талловое масло, олеиновая кислота и т. д. Дозировка карбоната натрия составляет 2000–5000 г/т сырой руды, гексаметафосфата натрия — 150–500 г/т, а соотношение карбоната натрия к гексаметафосфату натрия составляет 7–30:1, при этом расход диспергатора высокий. Дозировка сборщика составляет 1700–3200 г/т сырой руды. Основными проблемами вышеуказанного процесса являются: высокий расход сборщика, низкий выход крупных частиц, богатых диаспором и заблокированных в руде, а также значительное влияние содержания Ca²⁺ и Mg²⁺ в водной среде на флотационное обессиликацию, что требует тонкого измельчения (степень измельчения >90% с прохождением через сито 0,074 мм), что приводит к мелкому размеру частиц концентрата, затрудняет разделение оксида алюминия и кремнезема, а также затрудняет обеспечение как качества концентрата, так и его извлечения, что делает технически и экономически сложным выполнение производственных требований.

Краткое описание изобретения

С целью устранения вышеуказанных недостатков в настоящем изобретении предлагается способ обогащения бокситов, позволяющий эффективно извлекать диаспор и богатые частицы, запертые в породе, при различном качестве воды, а также достигать хороших результатов по удалению кремнезема за счет использования комбинированного регулятора и композитного коллектора.

Настоящее изобретение включает в себя такие процессы, как измельчение руды и прямая флотация, и характеризуется тем, что: при значении pH пульпы в диапазоне 7–12 добавляются комбинированный регулятор и композитный коллектор для проведения прямого флотационного обессиликации бокситов, в результате чего получается концентрат прямой флотации, состоящий преимущественно из диаспора и его обогащенных связанных частиц.

(1) Комбинированный регулятор представляет собой: карбонат натрия в высокой дозировке + диспергатор в низкой дозировке. В качестве диспергатора используется один или несколько из следующих веществ: фосфаты, полифосфаты, силикат натрия, лигносульфоновая кислота и её соли, гуминовая кислота и её соли, танин, карбоксиметилцеллюлоза, карбоксиэтилцеллюлоза и фторсодержащие соединения. Диапазон дозировки карбоната натрия составляет 3000–8000 г/т сырой руды, дозировка диспергатора — 10–200 г/т сырой руды, соотношение карбоната натрия к диспергатору составляет 30–200:1, а дозировки реагентов рассчитываются исходя из содержания активного вещества.

При указанных выше дозировках и соотношениях комбинированного регулятора можно обеспечить необходимый уровень pH пульпы для прямой флотации с целью удаления кремнезема, эффективно диспергировать шлам, устранить помехи, создаваемые мелкой пустой породой при селективном разделении оксида алюминия и кремнезема, селективно подавить кремниевую пустую породу и облегчить флотацию крупного диаспора и связанных с ним богатых частиц.

(2) Композитный коллектор представляет собой: хелатирующий коллектор + углеводородсодержащую кислородную кислоту и её соль. Хелатирующим коллектором является одно или несколько из следующих веществ: гидроксиаминовая кислота с цепью C₆–C₁₈ и её соли или производные, органические соединения оксима с цепью C₄–C₁₈, купферрон, 8-гидроксихинолин и т. д. Углеводородсодержащей кислотой является одно или несколько из следующих веществ: жирные кислоты и их соли или производные, сульфаты углеводородов и сульфонаты углеводородов. Диапазон дозировки хелатирующего коллектора составляет 10–500 г/т сырой руды, дозировка углеводородсодержащей кислоты с кислородным атомом и её соли — 500–2500 г/т сырой руды, а соотношение хелатирующего коллектора к углеводородсодержащей кислоте с кислородным атомом и её соли составляет 1:250–1, при этом дозировки реагентов рассчитываются исходя из содержания активного вещества.

В настоящем изобретении используется композитный сборщик, который способен усилить взаимодействие между сборщиком и диаспором, а также содержащимися в нем частицами с высоким содержанием, эффективно собирать крупные частицы диаспора и содержащиеся в них частицы с высоким содержанием, нечувствителен к ионам Ca²⁺ и Mg²⁺ в воде, характеризуется низким расходом сборщика, а также позволяет получать продукт прямого флотационного обогащения бокситов с высоким соотношением A/S, высоким выходом Al₂O₃ и крупным размером частиц.

Особенности изобретения

При осуществлении десиликации бокситов методом прямой флотации в соответствии с настоящим изобретением обеспечивается высокая способность улавливания крупных частиц, богатых диаспором и находящихся в заблокированном состоянии. В различных водных средах (общее содержание Ca²⁺+Mg²⁺ 40–180 мг/л) эффект десиликации сырья с различными соотношениями A/S является хорошим, крупные заблокированные частицы, богатые диаспором, могут быть эффективно извлечены, содержание фракции +0,074 мм в флотационном концентрате увеличивается на 2%–23%, а для сырых бокситовых руд диаспорового типа, содержащих Al₂O₃ 57%–67%, SiO₂ 8%–19% и соотношением A/S 3–9 можно получить концентрат прямой флотации с соотношением A/S 10–20. Этот концентрат можно непосредственно использовать в процессе Байера для производства глинозема, что дает значительные экономические выгоды.

Подробное описание вариантов реализации

Далее ниже приводится более подробное описание настоящего изобретения на примерах.

Примеры:

Все приведенные ниже примеры реализованы с использованием процесса прямой флотации, при котором боксит измельчается до размера 55%‑89% с проходом 0,074 мм, с одной стадией грубой флотации, одной стадией промывки, несколькими стадиями очистки и возвратом промежуточного продукта последовательно или комбинированным способом, в результате чего получаются концентрат и хвосты.

1. Комбинированный регулятор

Сырье: образец из шахты в провинции Хэнань со следующим основным химическим составом (wt%) и соотношением A/S:

Качество воды: Общее содержание Ca²⁺+Mg²⁺ = 140 мг/л

Использование смешанного собирателя: гидроксамат натрия — 100 г/т сырой руды, олеиновая кислота — 1100 г/т сырой руды. Результаты флотации в замкнутом цикле при различных дозировках и соотношениях комбинированных регуляторов представлены ниже:

2. Композитный коллектор

Сырье: то же, что и в примере 1; Качество воды: то же, что и в примере 1.

Использование комбинированного регулятора: карбонат натрия — 4000 г/т сырой руды + гексаметафосфат натрия — 80 г/т сырой руды. Результаты флотации в замкнутом цикле при различных условиях применения комбинированных сборщиков следующие:

3. Приспособляемость к качеству воды

Основной химический состав (wt%) и соотношение A/S сырья:

Комбинированный регулятор: карбонат натрия — 4200 г/т сырой руды, гексаметафосфат натрия — 60 г/т сырой руды.

Композитный коллектор: гидроксиаминовая кислота — 200 г/т сырой руды, олеиновая кислота — 1100 г/т сырой руды.

Результаты флотации в замкнутом цикле (с фракцией +0,074 мм в концентрате, обозначенной как 25‑33%) следующие:

4. Приспособляемость к сырой руде

Режим применения флотационных реагентов: такой же, как в примере 3; общее содержание Ca²⁺ + Mg²⁺ в флотационной водной среде: 110 мг/л.

Основной химический состав (wt%) и соотношение A/S образцов сырья:

Результаты флотации в замкнутом цикле (с фракцией +0,074 мм в концентрате, обозначенной как 18‑33%) следующие: