introductory

我國(guó)的鋁土礦資源以一水硬鋁石為主。在已探明的儲(chǔ)量中，一水硬鋁石型餡土礦儲(chǔ)量占全國(guó)儲(chǔ)量的98.46%,三水鋁石型礦石儲(chǔ)量只占1.54%。-水硬鋁石型鋁土礦絕大部分具有高鋁、髙硅、低鐵的突出特點(diǎn)。其中鋁硅比小于6的鋁土礦占全部?jī)?chǔ)量的56%之多。

為了更加有效的利用我國(guó)低品位鋁土礦，選礦拜耳法生產(chǎn)氧化鋁在我國(guó)得到了廣泛使用。選礦拜耳法是指在拜耳法生產(chǎn)流程中增設(shè)一選礦過(guò)程，以處理品位較低的鋁土礦的氧化鋁生產(chǎn)方法。它突破了低品位鋁土礦不宜選用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的傳統(tǒng)觀念，通過(guò)較簡(jiǎn)單的物理選礦,可將我國(guó)鋁土礦資源的平均鋁硅比由4-6提高到8~11,使我國(guó)中、低品位的鋁土礦適應(yīng)于拜耳法生產(chǎn)氧化鋁。

工藝礦物學(xué)研究證明，我國(guó)大多一水硬鋁石型鋁土礦中,一?水硬鋁石的晶體結(jié)構(gòu)屬于鏈狀結(jié)構(gòu)基型,氧原子間存在著較弱的氫氧-氫鍵，所以在礦物形態(tài)上常岀現(xiàn)隱晶質(zhì)或微晶質(zhì)集合體，其自然粒度較小，與共生礦物關(guān)系復(fù)雜。但由于存在漫長(zhǎng)的地質(zhì)作用，部分一水硬鋁石產(chǎn)生重結(jié)晶和脫硅,一水硬鋁石變成規(guī)則的粒狀、柱狀、板狀、紡錘狀、豆餅狀等各種形式，使這些重結(jié)晶的一水硬鋁石富集合體鋁硅比提高，與脈石礦物的嵌布關(guān)系變得相對(duì)簡(jiǎn)單。同時(shí),一水硬鋁石的化學(xué)鍵變得更加緊密，原子結(jié)構(gòu)也變得緊密,使一水硬鋁石的硬度變大。據(jù)分析其莫氏硬度為6-7,在磨礦過(guò)程中不易被磨碎。

含硅脈石礦物的晶體結(jié)構(gòu)都屬于層狀結(jié)構(gòu)，這些礦物的結(jié)構(gòu)單位層之間是靠微弱的分子鍵連接，所以這些含硅礦物的硬度較低,其莫氏硬度為1.5-2.5,磨礦時(shí)易泥化。

我國(guó)的鋁土礦資源以一水硬鋁石為主。在已探明的儲(chǔ)量中，一水硬鋁石型鋁土礦儲(chǔ)量占全國(guó)儲(chǔ)量的98.46%,三水鋁石型礦石儲(chǔ)量只占1.54%。一水硬鋁石型鋁土礦絕大部分具有高鋁、高硅、低鐵的突岀特點(diǎn)⑴。其中鋁硅比小于6的鋁土礦占全部?jī)?chǔ)量的56%之多。

為了更加有效的利用我國(guó)低品位鋁土礦，選礦拜耳法生產(chǎn)氧化鋁在我國(guó)得到了廣泛使用。選礦拜耳法是指在拜耳法生產(chǎn)流程中增設(shè)一選礦過(guò)程，以處理品位較低的鋁土礦的氧化鋁生產(chǎn)方法。它突破了低品位鋁土礦不宜選用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的傳統(tǒng)觀念，通過(guò)較簡(jiǎn)單的物理選礦,可將我國(guó)鋁土礦資源的平均鋁硅比由4~6提高到8-11,?我國(guó)中、低品位的鋁土礦適應(yīng)于拜耳法生產(chǎn)氧化鋁。

工藝礦物學(xué)研究證明，我國(guó)大多一水硬鋁石型鋁土礦中，一水硬鋁石的晶體結(jié)構(gòu)屬于鏈狀結(jié)構(gòu)基型,氧原子間存在著較弱的氫氧-氫鍵，腐以在礦物形態(tài)上常出現(xiàn)隱晶質(zhì)或微晶質(zhì)集合體，其自然粒度較小，與共生礦物關(guān)系復(fù)雜。但由于存在漫長(zhǎng)的地質(zhì)作用，部分一水硬鋁石產(chǎn)生重結(jié)晶和脫硅,一水硬鋁石變成規(guī)則的粒狀、柱狀、板狀、紡錘狀、豆餅狀等各種形式，使這些重結(jié)晶的一水硬鋁石富集合體鋁硅比提高，與脈石礦物的嵌布關(guān)系變得相對(duì)簡(jiǎn)單。同時(shí),一水硬鋁石的化學(xué)鍵變得更加緊密，原子結(jié)構(gòu)也變得緊密,使一水硬鋁石的硬度變大。據(jù)分析其莫氏硬度為6~7,在磨礦過(guò)程中不易被磨碎。

含硅脈石礦物的晶體結(jié)構(gòu)都屬于層狀結(jié)構(gòu)，這些礦物的結(jié)構(gòu)單位層之間是靠微弱的分子鍵連接，所以這些含硅礦物的硬度較低,其莫氏硬度為1.5-2.5,磨礦時(shí)易泥化。

正因?yàn)榈V石中不同礦物之間的力學(xué)性質(zhì)存在明顯的差異，導(dǎo)致礦石在磨碎過(guò)程中含硅礦物將優(yōu)先解離、泥化。研究結(jié)果表明，高嶺石-0.075mm粒級(jí)的生成速度為一水硬鋁石的1.8倍。

我國(guó)鋁土礦普遍埋藏較淺，風(fēng)化嚴(yán)重，粘土類礦物較多。對(duì)中國(guó)鋁業(yè)河南分公司鋁土礦進(jìn)行粒度分析發(fā)現(xiàn)，原礦中粒度小于200目含量已達(dá)21.24%。

1鋁土礦主要過(guò)濾設(shè)備

礦石的泥化現(xiàn)象對(duì)鋁土礦選礦礦漿的過(guò)濾設(shè)備提出了更高的要求。長(zhǎng)期以來(lái)，鋁土礦礦漿的主要過(guò)濾設(shè)備包括陶瓷過(guò)濾機(jī)、立盤過(guò)濾機(jī)等。

1.1陶瓷過(guò)濾機(jī)

陶瓷過(guò)濾機(jī)主要釆用陶瓷板作為過(guò)濾介質(zhì)。在壓強(qiáng)差作用下，懸浮液通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)時(shí)，顆粒被截留在陶瓷板表面形成濾餅。而液體則通過(guò)陶瓷板上微細(xì)孔流出，達(dá)到固液分離的目的。當(dāng)?shù)V漿中的微細(xì)顆粒或含泥量較多時(shí)，礦漿中的微細(xì)顆粒會(huì)堵塞陶瓷片上的微細(xì)孔，造成過(guò)濾能力降低，濾餅水分升高。頻繁的酸洗作業(yè)又大幅降低了陶瓷過(guò)濾機(jī)的作業(yè)率。鋁土礦選礦行業(yè)中陶瓷過(guò)濾機(jī)作業(yè)率通常保持在75%左右，濾餅厚度3mm~5mm,小時(shí)產(chǎn)能0.2t/m²,濾餅水分可達(dá)12%左右。陶瓷過(guò)濾機(jī)最大可做到120m²_o經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間工業(yè)生產(chǎn)，陶瓷過(guò)濾機(jī)產(chǎn)能低的問(wèn)題逐漸暴露出來(lái)，也制約了陶瓷過(guò)濾機(jī)更廣泛的使用。

1.2立盤過(guò)濾機(jī)

立盤過(guò)濾機(jī)也是一種利用壓力差而實(shí)現(xiàn)固液分離的一種過(guò)濾設(shè)備。立盤過(guò)濾機(jī)的每個(gè)過(guò)濾圓盤都是由若干個(gè)彼此獨(dú)立、互不相通的扇形濾葉組成，扇形濾葉的兩側(cè)為篩板或槽板，每一扇形濾葉單獨(dú)套上濾布之后,即構(gòu)成了過(guò)濾圓盤的一個(gè)過(guò)濾室。而中空主軸則由徑向筋板分割成若干個(gè)獨(dú)立的軸向通道，這些通道分別與各個(gè)過(guò)濾室相連，并經(jīng)分配頭周期性地與真空抽吸系統(tǒng)、反吹系統(tǒng)相通，使料漿進(jìn)行固液分離。濾液穿過(guò)濾布，進(jìn)入各通道，然后經(jīng)軸的通道及分配頭自過(guò)濾機(jī)中抽出。濾餅則被截留在過(guò)濾室兩側(cè)的濾布上，旋轉(zhuǎn)到一定位置時(shí)，經(jīng)吹風(fēng)機(jī)構(gòu)瞬時(shí)反吹卸下。

立盤過(guò)濾機(jī)的產(chǎn)能相對(duì)陶瓷過(guò)濾機(jī)而言，顯著提髙。正常情況下濾餅厚度10mm~12mm,其小時(shí)產(chǎn)能0.2t/m²_o由于立盤過(guò)濾機(jī)過(guò)濾面積可以做到很大，最大可到240m2,整機(jī)處理能力相對(duì)陶瓷過(guò)濾機(jī)有很大提高。

與此同時(shí)，立盤過(guò)濾機(jī)也岀現(xiàn)了新的冋題：

作業(yè)過(guò)程采用溢流操作，造成微細(xì)粒物料在流程中的積累，增加濃密機(jī)等脫水的負(fù)擔(dān)，不利于流程的穩(wěn)定運(yùn)行。

濾餅水份通常在14~17之間，特殊情況下可能超過(guò)20%,造成精礦輸送困難。增加了氧化鋁生產(chǎn)成本。

2壓濾機(jī)過(guò)濾鋁土礦礦漿試驗(yàn)

壓濾機(jī)是一種間歇性操作、間斷排料的一種加壓過(guò)濾設(shè)備。它的過(guò)濾過(guò)程是通過(guò)隔膜板之間的相互擠壓，排出濾液的一個(gè)過(guò)程。壓濾機(jī)采用間斷工作，一個(gè)生產(chǎn)周期分為:給料、壓榨、吹干、卸料四個(gè)階段。

2.1濾布試驗(yàn)

濾布對(duì)于壓濾機(jī)產(chǎn)能和濾餅水分有非常大的影響。對(duì)于濾布選型，應(yīng)首先提高其透氣量，放大濾布孔眼,使細(xì)顆粒難以堵塞孔眼；然后再對(duì)濾布原料進(jìn)

行選擇，選用比較光滑的單絲,并減少每股的根數(shù),使濾布不粘泥或少粘泥;最后確定濾布織法及表面后處理工藝,選用斜紋織法，并嚴(yán)格控制濾布表面后處理的指標(biāo),使其容易卸料、清洗，可以減少壓濾機(jī)振動(dòng)清洗濾布的時(shí)間，以延長(zhǎng)濾布使用壽命。按照上述的濾布選型原則選定了兩種濾布，濾布的各項(xiàng)指標(biāo)見表2。

布種	密度 IS/lOcm	強(qiáng)力,N/5x20cm		伸長(zhǎng)量牌		透氣量 L/m2?S	厚度 mm
		T	W	T	W
原用布	270×120	1609.3	1106.9	59.6	54.1	46.1	1.25
試驗(yàn)布1*	190×140	1447.5	1225.6	57.6	56.4	80.1	0.85
試驗(yàn)布2#	550×235	3284	1853	46.6	36.2	306.5	0.56

經(jīng)過(guò)比較，最終選定試驗(yàn)布2,為壓濾機(jī)使用濾布,并定名為ZX-1型濾布。

2.2給料時(shí)間、壓榨時(shí)間、吹干時(shí)間、吹干壓力和給料濃度試驗(yàn)

以ZX-1型濾布作為過(guò)濾介質(zhì)，進(jìn)行了給料時(shí)間、壓榨時(shí)間、壓榨壓力、吹干時(shí)間、吹干壓力和給料濃度等一系列參數(shù)的尋優(yōu)試驗(yàn)，結(jié)果表明：

在其它條件一定的情況下，給料時(shí)間為9分鐘時(shí)干礦產(chǎn)率達(dá)到最高點(diǎn)，給料時(shí)間為11分鐘時(shí)濾餅水分達(dá)到最低點(diǎn);除此之外，延長(zhǎng)或縮短給料時(shí)間都會(huì)造成壓濾指標(biāo)的惡化,選定最佳給料時(shí)間為9分鐘。

壓榨時(shí)間和吹干時(shí)間越長(zhǎng),濾餅水分越低，但產(chǎn)能也同時(shí)降低;而壓榨時(shí)間超過(guò)5分鐘后，延長(zhǎng)壓榨時(shí)間濾餅水分降低的幅度很小，確定最佳壓榨時(shí)間為5分鐘，吹干時(shí)間為4分鐘。

壓濾機(jī)對(duì)于鋁土礦選礦精礦礦漿的濃度是比較敏感的，在其它條件一定的情況下，給料濃度越高濾餅水分越低，產(chǎn)率也同時(shí)提高；當(dāng)濃度升高到55%以上時(shí)，產(chǎn)率基本上不再提高，當(dāng)濃度升高到60%以上時(shí)，濾餅水分基本上不再降低;反之，當(dāng)濃度低于55%時(shí)，產(chǎn)率會(huì)大幅下降,濾餅水分的上升幅度也不小.即便延長(zhǎng)給料時(shí)間，也不能使壓濾指標(biāo)有所好轉(zhuǎn)，甚至指標(biāo)反而有惡化的趨勢(shì)。綜合上述情況,確定最佳給料濃度為55%~60%。

2.3最低水分考查

延長(zhǎng)壓濾機(jī)的進(jìn)料、壓榨、吹干時(shí)間，在降低產(chǎn)能、增加能耗的情況下考察壓濾機(jī)所能達(dá)到的最低壓濾水分，為后續(xù)工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)評(píng)估提供依據(jù)。試驗(yàn)結(jié)果見表3。由試驗(yàn)結(jié)果可知,壓濾機(jī)所能達(dá)到的最低壓濾水分為8.5%-9.0%,此時(shí)壓濾機(jī)產(chǎn)能為60.5kg/m²?h左右。

2.4綜合條件試驗(yàn)

通過(guò)上面的単項(xiàng)條件試驗(yàn)選定自動(dòng)壓濾機(jī)的工藝和設(shè)備參數(shù)為:給料濃度55%-60%,給料時(shí)間9分鐘,壓榨時(shí)間5分鐘，吹干時(shí)間4分鐘，壓榨壓力0.7MPa,吹千壓力0.6MPa,濾布為透氣量為306.5L/m²?S的ZX-1型濾布。

壓濾機(jī)在給料濃度55%-60%,壓濾機(jī)做為鋁土礦礦漿的過(guò)濾設(shè)備，具有投資低、產(chǎn)能高、水分低的特點(diǎn)。

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Technology: 18851718517

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