山东德州氧化铝球回收流程

中国已知的铝土矿储量约为23亿t ，居世界第五位。与其他加工铝土矿的国家不同，中国铝土矿矿石98 %以上有硬水铝石存在的特点，含有约80 %的硬水铝石。中国铝土矿中的脉石矿物主要是高岭石、叶蜡石和伊利石，其余是少量的钛和铁杂质。这些脉石矿物经常以细粒浸染的包体形式存在。中国硬水铝石矿石一个不理想的特点是低铝硅比，典型的范围为4～6 。

众所周知，Al₂O₃与SiO₂质量比大于10 的高品级铝土矿能直接用拜耳法处理，而对于Al₂O₃与SiO₂质量比低于8 的低品级硬水铝石铝土矿，可使用烧结法或烧结与拜耳法联合的方法。烧结法能耗很大，环境不友好，氧化铝生产成本高。因此，迫切需要采用低费用的物理分选工艺以提高中国硬水铝石矿石的Al₂O₃与SiO₂的质量比，以便能直接使用拜耳法工艺处理。

在矿物学方面，硬水铝石是一种双链结构，而所有的黏土矿物则都是层状结构。硬水铝石由六方紧密堆积的氧层与充填了2/3八面体间隙位置的铝原子组成。每个所占据的八面体与邻近的铝八面体共享四个边，并在C 轴方向形成双链，这些单元通过共享的氧原子连在一起，铝原子以形成八面体带的方式占据层之间的八面体配位位置。黏土矿物中，高岭石是二层结构的铝硅酸盐，这两个层是通过公共的氧原子共价结合在一起，形成一个层状结构的重复单元，八面体氢氧化铝的羟基离子和四面体硅酸盐的氧原子之间的氢链使两层重复单元聚于一起。

叶蜡石则是一种三层铝硅酸盐，它是由四面体硅酸盐的两层之间夹层结构的一个八面体铝氢氧化物层组成，而且这种三层是由公共的氧原子共价结合而成，形成一个三层夹层结构，这些夹层结构则由相对弱的范德华力聚集在一起。伊利石具有与叶蜡石类似的晶体结构，也是一种三层硅酸盐。然而，在伊利石中，随着水对晶格氢氧化物取代程度的变化，Al3+类质同象取代了四面体硅酸盐的一些晶格Si4+ ，这些补偿离子通常是钾，它桥键连结了两个邻近的夹层结构，在这种情况下层间力为离子性质。磨矿时，硬水铝石沿结合弱的晶面破裂，破碎破坏了离子/ 共价的Al-O键，导致生成一个离子性质的不饱和残留键的表面。对于层结构的黏土矿物，破碎使粒子沿弱结合的基面裂开 [2]。

应用上述研究所得到的基础知识，使用中国河南省的硬水铝石试样进行了反浮选分离试验。给矿试样进行了分析，从一个铝硅比5.7 的给矿，反浮选产出精矿， 氧化铝回收率为86 % ，铝硅比为10.6 ，这种精矿适于作为拜耳法的原料。
在中国全国基础研究和开发计划的资金支持下，中国中南大学胡教授领导下的研究组成功地研究了硬水铝石矿石的反浮选工艺，分选指标达到了用阴离子捕收剂直接浮选硬水铝石的同等水平。
一般而言，硬水铝石比铝硅酸盐黏土矿物硬度大得多。在同时碎磨时，黏土矿物先于硬水铝石破裂，因此，黏土矿物在相对短的磨矿期后就已解离，有利于从硬水铝石中反浮选这些黏土矿物。未浮出的矿浆流中粗粒级的硬水铝石有利于过滤和降低滤饼的水分含量，此外，粗磨还使细磨中常有的机械夹带和矿泥覆盖减到小。在反浮选中，只有不到总给矿量20%的次要黏土矿物被浮出，因此所需的捕收剂用量比正浮选工艺低，此外，在反浮选中不需要起泡剂，因为阳离子捕收剂具有起泡能力，这样就简化了工艺控制。更重要的是，从反浮选中获得的硬水铝石精矿不含有机捕收剂和起泡剂，因此消除了在随后的拜耳法工艺中除去有机物这种不希望的措施