Uwanja wa Kiufundi

Ubunifu huu unahusu mbinu ya uboreshaji wa boksaiti ya aina ya diaspori inayotumika katika uzalishaji wa alumina.

Sanaa ya Mandhari

Rasilimali za boksaiti za China ni hasa boksaiti ya aina ya diasporo, inayojulikana kwa alumina ya juu, silika ya juu, na uwiano mdogo wa alumina kwa silika, huku nyingi zikiwa na uwiano wa A/S wa 4 hadi 8. Madini haya kwa kiasi kikubwa husindikwa kwa mchakato wa sintering ya chokaa na mchakato mchanganyiko wa sintering ya Bayer kwa ajili ya uzalishaji wa alumina. Njia hizi mbili zina hasara za matumizi makubwa ya nishati, mtiririko mrefu wa mchakato, na uwekezaji mkubwa wa mtaji. Hata hivyo, mchakato wa Bayer, ambao una mtiririko rahisi na faida nzuri za kiuchumi, unahitaji malighafi yenye uwiano wa alumina-kwa-silika (A/S) zaidi ya 10. Ili kuondoa madini yasiyo ya lazima yenye silika kutoka kwenye boksaiti na kuongeza uwiano wa A/S wa malighafi ili iweze kutumika katika mchakato wa Bayer, utafiti mpana kuhusu kuondoa madini ya silika kwa kutumia mbinu za uboreshaji umefanywa nchini na kimataifa tangu miaka ya 1970, miongoni mwa hizo, uondoaji silika kwa njia ya 'flotation' ni njia yenye ufanisi.

Kwa sasa, katika mchakato wa uelea kwa bauxite ya aina ya diasporo, ukubwa wa kusaga ni zaidi ya chembe 90% zinazopita kwenye shimo la 0.074 mm, na sodiamu kabonati, sodium silicate, sodium hexametaphosphate, sodium sulfide, n.k. hutumika kama virekebishaji, wakati sabuni ya parafini iliyooksidishwa ya sodiamu, tall oil, asidi oleiki, n.k. hutumika kama wakusanyaji kwa ajili ya kuondoa silika katika ueleaaji wa boksaiti. Kiasi cha soda ash ni gramu 2000-5000 kwa tani ya madini ghafi, sodium hexametaphosphate ni 150‑500 g/t, na uwiano wa sodiamu kabonati kwa sodiamu hexametaphosphate ni 7‑30:1, na matumizi makubwa ya dispezenti. Dozi ya koleza ni 1700-3200 g/t ya madini ghafi. Matatizo makuu ya mchakato huo hapo juu ni: matumizi makubwa ya koleza, urejeshaji mdogo wa chembe zilizofungwa zenye diasporo kubwa, na ushawishi mkubwa wa viwango vya Ca²⁺ na Mg²⁺ katika mazingira ya maji kwenye uondoaji wa silika kwa njia ya flotation, jambo linalohitaji kusaga sana. (ukali wa kusaga >90% kupita 0.074 mm), jambo linalosababisha ukubwa mdogo wa chembe za kiokotoo, ugumu katika kutenganisha alumina na silika, na ugumu katika kuhakikisha ubora na urejeshaji wa kiokotoo, na hivyo kufanya iwe vigumu kutimiza mahitaji ya uzalishaji kiufundi na kiuchumi.

Muhtasari wa uvumbuzi

Ili kuondoa mapungufu yaliyoelezwa hapo juu, uvumbuzi huu unatoa mbinu ya uboreshaji wa boksaiti inayoweza kurejesha kwa ufanisi diasporo na chembe tajiri zilizofungwa katika ubora mbalimbali wa maji na kupata matokeo mazuri ya kuondoa silika, kwa kutumia kidhibiti mchanganyiko na mkusanyaji mchanganyiko.

Ubunifu huu unajumuisha michakato kama kusaga madini na flotation ya moja kwa moja, na unafafanuliwa kwa kwamba: katika pH ya laini kati ya 7–12, kidhibiti mchanganyiko na mkusanyaji mchanganyiko huongezwa ili kufanya flotation ya moja kwa moja kuondoa silika kwenye bauxite, na kuzalisha mkusanyiko wa flotation ya moja kwa moja unaoundwa hasa na diasporo na chembe zake tajiri zilizofungwa.

(1) Kirekebishaji kilichochanganywa ni: sodiamu kabonati kwa dozi kubwa + kisambazaji kwa dozi ndogo. Dispersanti ni moja au zaidi ya fosfati, polifosfati, silikati ya sodiamu, asidi lignosulfonic na chumvi zake, asidi humiki na chumvi zake, tanini, selulosi carboxymethyl, selulosi carboxyethyl, na misombo yenye florini. Wigo wa dozi ya sodiamu kabonati ni gramu 3000-8000 kwa tani ya madini ghafi, dozi ya dispeersi ni gramu 10-200 kwa tani ya madini ghafi, uwiano wa sodiamu kabonati kwa dispeersi ni 30-200:1, na dozi za kemikali hizi huhesabiwa kulingana na kiwango cha dutu inayofanya kazi.

Chini ya dozi na uwiano uliotajwa hapo juu wa kidhibiti kilichochanganywa, pH ya laini ya matunda kwa ajili ya kuondoa silika kwa njia ya flotation ya moja kwa moja inaweza kuhakikishwa, ute unaweza kusambazwa ipasavyo, na usumbufu wa vichafu vidogo kwenye utenganishaji wa kuchagua kati ya alumina na silika unaweza kuondolewa, gangue yenye silika inaweza kupunguzwa kwa kuchaguliwa, na kuelea kwa diaspori nene na chembe zake tajiri zilizofungwa kunarahisishwa.

(2) Mkusanyaji mchanganyiko ni: mkusanyaji wa chelati + asidi ya oksijeni yenye hidrokarboni na chumvi yake. Kolekta ya chelating ni moja au zaidi ya asidi ya hydroxamic ya C₆–C₁₈ na chumvi zake au derivatives zake, misombo ya kikaboni ya oxime ya C₄–C₁₈, cupferron, 8-hydroxyquinoline, n.k. Asidi ya oksijeni yenye hidrokarboni ni moja au zaidi ya asidi za mafuta na chumvi zao au derivatives, sulfati za hidrokarboni, na sulfonati za hidrokarboni. Wigo wa dozi ya kikusanyaji wa chelating ni gramu 10–500 kwa tani ya madini ghafi, dozi ya asidi ya oksijeni yenye hidrokariboni na chumvi yake ni gramu 500–2500 kwa tani ya madini ghafi, na uwiano wa kikusanyaji wa chelating kwa asidi ya oksijeni yenye hidrokariboni na chumvi yake ni 1:250-1, huku kiasi cha kemikali kikikokotolewa kulingana na kiwango cha dutu inayofanya kazi.

Ubunifu huu unatumia mkusanyaji mchanganyiko unaoweza kuimarisha mwingiliano kati ya mkusanyaji na diaspori na chembechembe zake nyingi zilizofungwa, kukusanya kwa ufanisi diaspori kubwa na chembechembe zake nyingi zilizofungwa, hauathiriwi na ioni za Ca²⁺ na Mg²⁺ kwenye maji, una matumizi kidogo ya mkusanyaji, na inaweza kupata bidhaa ya mkusanyiko wa bauxite kwa njia ya flotation moja kwa moja yenye uwiano wa juu wa A/S, urejeshaji mkubwa wa Al₂O₃, na ukubwa mkubwa wa chembe.

Sifa za uvumbuzi

Kwa kutekeleza flotation ya moja kwa moja ya kuondoa silika kwenye bauxite kulingana na uvumbuzi huu, uwezo wa kukusanya chembe zilizofungwa zenye diasporo kubwa ni mkubwa. Chini ya vyombo tofauti vya maji (jumla ya Ca²⁺+Mg²⁺ 40–180 mg/L), athari ya kuondoa silika kwenye malighafi zenye uwiano tofauti wa A/S ni nzuri, chembechembe zilizofungwa zenye diasporo kubwa zinaweza kurejeshwa kwa ufanisi, kiasi cha fraksheni ya +0.074 mm katika mkusanyiko wa flotation kimeongezeka kwa 2%‑23%, na kwa madini ghafi ya bauxite ya aina ya diaspore yenye Al₂O₃ 57%‑67%, SiO₂ 8%‑19%, na uwiano wa A/S wa 3‑9, kigandamizo cha moja kwa moja cha flotation chenye uwiano wa A/S wa 10‑20 kinaweza kuzalishwa. Kigandamizo hiki kinaweza kutumika moja kwa moja katika mchakato wa Bayer kwa ajili ya uzalishaji wa alumina, kikiwa na manufaa makubwa ya kiuchumi.

Maelezo ya kina ya mifano

Ubunifu huu unaelezwa zaidi hapa chini kwa kurejelea mifano.

Mifano:

Mifano ifuatayo yote inatekelezwa kwa kutumia mchakato wa moja kwa moja wa kuelea ambapo boksaiti inasagwa hadi 55%-89% zinazopita 0.074 mm, na hatua moja ya kusaga kwa jumla, hatua moja ya kuchuja uchafu mwingi, hatua nyingi za kusafisha, na mabaki ya kati kurudishwa kwa mfululizo au kwa njia mseto, zikizalisha mkusanyiko na mabaki.

1. Mpangiliaji Mchanganyiko

Malighafi: Sampuli kutoka mgodi katika Mkoa wa Henan, yenye muundo mkuu wa kemikali ufuatao (uzito %) na uwiano wa A/S:

Ubora wa maji: Jumla ya Ca²⁺+Mg²⁺ = 140 mg/L

Kutumia mkusanyaji mchanganyiko: sodiamu hidroksamati 100 g/t ya madini ghafi, asidi oleiki 1100 g/t ya madini ghafi. Matokeo ya flotation ya mzunguko uliofungwa chini ya viwango na uwiano tofauti vya dawa za kudhibiti mchanganyiko ni kama ifuatavyo:

2. Mkusanyaji Mchanganyiko

Malighafi: sawa na Mfano 1; Ubora wa maji: sawa na Mfano 1.

Kutumia kirekebishaji mchanganyiko: kabonati ya sodiamu 4000 g/t ya madini ghafi + heksametafosfati ya sodiamu 80 g/t ya madini ghafi. Matokeo ya flotation ya mzunguko uliofungwa chini ya hali tofauti za mkusanyaji mchanganyiko ni kama ifuatavyo:

3. Uwezo wa kurekebika kulingana na ubora wa maji

Muundo mkuu wa kemikali (uzito %) na uwiano wa A/S wa malighafi:

Kirekebishaji kilichochanganywa: kabonati ya sodiamu 4200 g/t ya madini ghafi, heksametafosfati ya sodiamu 60 g/t ya madini ghafi.

Mkusanyaji mchanganyiko: asidi ya hidroksamiki 200 g/t ya madini ghafi, asidi ya oleiki 1100 g/t ya madini ghafi.

Matokeo ya uelea katika mzunguko uliofungwa (kwa +0.074 mm katika mkusanyiko ikiwa ni 25-33%) ni kama ifuatavyo:

4. Uwezo wa kurekebika kwa madini ghafi

Mfumo wa kemikali za kuelea: sawa na katika Mfano 3; jumla ya Ca²⁺ na Mg²⁺ katika mazingira ya maji ya kuelea: 110 mg/L.

Muundo mkuu wa kemikali (uzito/wiani) na uwiano wa A/S wa sampuli za malighafi:

Matokeo ya uelea kwenye mzunguko uliofungwa (kwa +0.074 mm katika mkusanyiko ikiwa ni 18–33%) ni kama ifuatavyo: