一种微生物诱导铝土矿浮选脱硅的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及到铝土矿的浮选技术领域，具体的说是一种微生物诱导铝土矿浮选脱硅的方法。
【背景技术】
[0002]铝由于具有许多优良的性能被广泛应用于各个行业，成为仅次于钢铁的第二大常用金属。随着铝工业的迅速发展、不断扩大的原铝市场，以及非冶金级多品种氧化铝用途的日益扩大，氧化铝工业也将获得全面、持续的繁荣与发展，而铝土矿是铝氧工业和耐火材料工业等的重要原料。目前全球范围内铝土矿矿石和其他含铝矿石的年开采能力大约为13300万t，其中包括12300万t的冶金级铝土矿，700万t非冶金级铝土矿和用于生产氧化铝的300万t明矾石和霞石等原料。氧化铝年生产能力大约5100万t，这包括用于生产原铝的4700万t冶金级氧化铝和将近400万t非冶金级特殊用途的氧化铝。随着经济的发展，优质铝土矿资源逐渐减少，如何采用经济合理的选矿方法提高贫铝土矿的品位，脱除其中的杂质，为氧化铝工业提供优质原料，引起我国及世界各国的广泛重视，已成为世界性的课题。
[0003]铝土矿中往往含有各种杂质，其中硅是铝土矿中最常见的杂质。铝土矿中的含硅矿物有无定形的蛋白石、石英等一类的氧化硅及其水合物，如高岭石、叶腊石、絹云母、伊利石、鮞绿泥石和长石等硅酸盐和铝硅酸盐。
[0004]目前，能耗低、流程较简单的生产氧化铝的方法是拜耳法，但是在拜耳法生产氧化铝中硅是最有害的杂质之一。首先，在溶出过程中，当氧化硅浓度达到一定量后，会与氧化钠、氧化铝反应，生成水合铝硅酸钠而进入赤泥中，造成氧化钠和氧化铝的损失。有资料表明:矿石中的二氧化硅每增加1%，每吨矿石将多消耗氢氧化钠6.6 kg，多损失氧化铝8.5kg。从而可知，铝土矿中含硅量越高，拜耳法生产中氧化钠和氧化铝的损失就越大。其次，水合铝硅酸钠进入产品还将增加产品中氧化钠和氧化硅的含量，污染氢氧化铝，降低产品质量。此外，生成的钠硅渣会在高压溶出器、预热器及管道内表面上析出，生成结垢，形成结疤，使设备传热系数降低，溶出过程能耗增加，管道不畅，设备维修难度加大，检修费用增力口，提高了生产成本。
[0005]由于硅在氧化铝的生产过程中的危害很大，而含硅低的优质铝土矿资源又日趋贫乏，所以目前铝土矿选别的首要任务是提高铝硅比。因此铝土矿的预脱硅越来越得到人们的重视，从选矿的角度考虑，预脱硅方法有物理选矿法、化学选矿法和生物处理法。
[0006]物理选矿脱硅法是指以天然矿物形态除去含硅矿物，从而达到降低铝土矿矿石中的硅含量的目的。用物理选矿方法来提高铝土矿铝硅比的方法有许多，目前已经应用于生产的有洗选法，而研究较多、比较有前途的是浮选法，包括反浮选法、正浮选法、载体浮选法以及选择性聚团浮选法等。此外还有选择性碎解、选择性絮凝和辐射选矿、筛选等。在铝土矿浮选中，效果比较好的捕收剂有磺酸盐类、脂肪酸及其皂类等，浮选时可用腐值酸钠、六偏磷酸钠、丹宁酸、碳酸钠、氢氧化钠等作为分散剂或调整剂；反浮选以胺类阳离子捕收效果较好。美国、前苏联的研究表明:调整矿浆PH=7?8时，用阳离子胺类作捕收剂，六偏磷酸钠作分散剂，可有效地选出绿泥石等硅酸盐矿物。美国用W (A/S)=3?8的三水铝石型铝土矿，通过浮选获得了 W(A/S)=10?19的优质铝土矿精矿。
[0007]化学选矿脱硅法是在一定的温度下，通过化学反应分解矿石中的含硅矿物，然后用苛性钠溶液对焙烧产物进行溶出处理，其中二氧化硅优先溶出，而铝矿物仍留在固体中，再然后通过固液分离等方法便可达到脱硅的目的。这种方法的特点是在脱硅过程中含硅矿物发生分解。铝土矿的化学选矿最初是由德国劳塔尔厂在本世纪40年代为处理匈牙利、奥地利和南斯拉夫的高硅铝土矿提出来的。这种脱硅方法对细粒嵌布或高岭石以微晶的细小集合体与铝土矿紧密共生的难选铝土矿比较有效。该工艺包括预焙烧、碱浸脱硅、固液分离等工序。其实质是在闻温条件下，招土矿中以闻岭石为主要赋存状态的含娃矿物发生化学分解，热解出二氧化硅，然后用苛性碱于一定温度下搅拌溶出，二氧化硅以硅酸钠的形态进入液相，经固液分离后获得铝精矿和硅酸钠溶液，用石灰处理硅酸钠溶液可除去硅并获得循环碱液。
[0008]生物处理法是利用异养微生物来分解硅酸盐和铝硅酸盐矿物，使二氧化硅变成可溶物，而氧化铝以不溶物的形式存在。例如，硅酸盐细菌(一种最具活性的Bacillusmucilaginosus)可将一个高岭土分子破坏成二氧化娃和氧化招。生物法对处理粒度小的铝土矿较为适宜。细菌脱硅是在处理前苏联哈萨克斯坦矿床的高岭石(三水铝石型矿石)的试验中提出来的。试验中采用杆状胶质类细菌，对混合物(铝土矿脱泥和磁选处理过程中得到的细泥和磁性产品)进行处理，浸出温度为28?30 °C，液固质量比为5，并周期性搅拌9 d,可使70.7%的高岭石分解。Groudeva等人利用野生菌种和实验室繁殖的突变菌种(这些细菌与环状芽胞杆菌和粘液芽胞杆菌有关)，在120 h内从5种不同的高硅铝土矿中浸出了 12.5?73.6%的硅。诸多研究表明，生物处理法脱硅有很好的应用前景。
[0009]与物理和化学脱硅方法相比，虽然生物处理法脱硅具有明显的优点，但是，由于其反应机理复杂，影响因素较多，搅拌能耗高，反应时间长等缺点，该方法目前尚在实验室小试阶段，在工业上并无大规模的推广和应用。
【发明内容】
[0010]为了解决生物处理法脱硅存在的反应时间长导致无法应用于工业选矿上的问题，本发明提供了一种微生物诱导铝土矿浮选脱硅的方法，该方法通过采用微生物诱导和浮选的方法从铝土矿中脱硅，具有铝土矿回收率高、脱硅效果好、能耗和药剂消耗少等优点，而且也不会对环境造成污染。
[0011]本发明为解决上述技术问题采用的技术方案为:一种微生物诱导铝土矿浮选脱硅的方法，在招土矿磨粉后制成矿衆中加入化学试剂和由类芽孢杆菌属(Paenibacillus)微生物和芽孢乳杆菌属(Sporolactobacillus)微生物组成的混合微生物菌落以对矿衆中的矿粉进行表面改性，以使其更容易被浮选分离。
[0012]所述类芽抱杆菌属(Paenibacillus)微生物为stelliferHp91i Paeriibacillus stellifer IS,所述芽抱乳杆菌属(Sporolactobacillus)微生物为Sporolactobacillus laevolacticus NRIC 0362、 Sporolactobacillus IaevolacticusNRIC 0363、 SporolactobaciIlus laevolacticus IAM 12321 或 Sporolactobacilluslaevolacticus M_8。以上微生物属于现有已公开的微生物，可在市面上购买，或者是自行筛选得到；这些微生物通常存在于鸡饲料、根际土壤、土壤中，可通过稀释涂布平板法在平板上获得单菌落，再通过挑取单菌落进行平板划线分离可获得纯培养筛选分离出所需要的微生物。
[0013]所述混合微生物菌落经过培养，使每毫升培养液中含有1-3X 15个微生物，且类芽孢杆菌属(Paenibacillus)微生物的数目占总数的75_85%，优选为79%，然后再与化学试剂混合并加入到矿浆中。
[0014]所述混合微生物菌落接种于培养基进行培养，培养基的组成为:5Kg/m3的蔗糖、2Kg/m3的 Na 2HP04、0.5Kg/m3的 MgSO 4.7H20、5g/m3的 FeCl 3、0.lKg/m3的 CaCO 3，培养过程中，保持培养基的温度为25-30°C，pH为7.0-7.5，并定时向培养基中鼓入空气，鼓入空气的量为 30-40 L/(m2.h)。
[0015]所述化学试剂为常规浮选中用到的分散剂、捕收剂。
[0016]一种微生物诱导铝土矿浮选脱硅的方法，包括