专利名称：一种铝土矿选矿尾矿的沉降方法
技术领域：
本发明涉及一种铝土矿选矿尾矿的沉降方法，尤其是一种铝土矿选矿尾矿的电泳沉降方 法，属于矿物加工领域。
技术背景我国铝土矿资源丰富，是世界十大铝土矿资源国之一。但是我国的铝土矿绝大部分属于 高铝、高硅、低铁的一水硬铝石型，70%以上的铝土矿铝硅比在4 7之间。有效利用这些资 源的关键在于通过选矿方法提高铝土矿的铝硅比，然后采用先进的拜耳法工艺生产氧化铝。 由于中低品位的铝土矿在选矿过程中要产出占原矿20%左右的尾矿，如一个年产50万吨精矿 的选矿厂每年要产出近13万t的选尾矿，尾矿经过浓縮提高浓度后输入尾矿坝中堆放，而这 些尾矿堆存将会带来污染环境、占压土地等系列问题。在铝土矿选别过程中，由于铝土矿矿石成分复杂，脉石矿物含有高岭石、伊利石、叶腊 石、绿泥石等，而一水硬铝石与脉石矿物相比硬度较大，故在磨矿时高岭石、伊利石等含硅 脉石矿物优先解离、泥化，这就造成了选矿尾矿粒度较细，其中粒径37tai以下含量占90% 以上。因此，铝土矿选矿尾矿中含有大量极细的粘土矿物颗粒，并有部分胶体颗粒，这导致 尾矿矿浆固体颗粒质量小、比表面积大、表面能高，沉降脱水困难；并且由于铝土矿选矿工 艺中添加浮选药剂来调节矿物的表面电性，尾矿浆固液界面形成双电层，存在负性较高的4 电位，导致颗粒间静电斥力较高，尾矿浆颗粒彼此不能靠近联合，分散度极高，形成了相对 稳定的悬浮液，这就造成尾矿浆浑浊、沉降难度大，从而导致回水的固含较高不能直接循环 利用，且由于难以提高矿浆的浓度，导致尾矿中水的循环使用率低，浪费大量的水资源，无 法实现干法堆存，增加了尾矿坝的堆积量，加重了水对尾矿坝的渗透，降低尾矿坝的使用年 限，同时也会影响尾矿坝的安全。目前，针对尾矿的沉降性能研究主要集中在无机絮凝剂及有机高分子絮凝剂等对尾矿沉 降的研究，通过添加絮凝剂，可以在微粒间实现吸附架桥，形成絮团，加快尾矿颗粒沉降速 度，但由于尾矿浆颗粒表面存在较强的负电，颗粒间静电斥力较大，仅仅添加絮凝剂对尾矿 底流浓度提高有限。有效解决铝土矿选矿尾矿沉降问题，节约水资源，有效地降低选矿尾矿 堆存过程中的环境和安全风险，实现尾矿干法堆存是氧化铝生产的重要课题。发明内容本发明的目的是针对目前铝土矿尾矿沉降技术的不足，提供一种能有效解决铝土矿选矿 尾矿的沉降问题，节约水资源，减少尾矿堆放对环境的污染及安全风险，且简单易行、成本
低、有利于实现尾矿干法堆存、环境友好的铝土矿选矿尾矿的沉降方法。 本发明的目的是通过以下技术方案实现的。一种铝土矿选矿尾矿的沉降方法，其特征在于沉降过程是在铝土矿选矿尾矿矿浆中加入 能使矿物颗粒表面具有一定的动电位电解质和聚丙烯酰胺类絮凝剂，然后将铝土矿选矿尾矿 矿浆置于垂直方向的电场中，使铝土矿选矿尾矿颗粒在电场作用下获得外力进行定向移动， 使尾矿颗粒加速沉降的。本发明的一种铝土矿选矿尾矿的沉降方法，其特征在于在铝土矿选矿尾矿矿浆中加入能 使矿物颗粒表面具有一定的动电位电解质为硫酸、盐酸，加入后矿浆的pH值为4.8-6.5;加 入的絮凝剂为聚丙烯酰胺类絮凝剂，加入量为30-250g/t干尾矿。本发明的一种铝土矿选矿尾矿的沉降方法，其特征在于施加于铝土矿选矿尾矿矿浆上的 垂直电场梯度为2xl03—6xl(f伏/米。本发明的方法，其机理是由于铝土矿选矿尾矿具有含水量大，颗粒细小、比表面积大、 表面能高等特点，其含有大量极细的粘土矿物颗粒,并有部分胶体颗粒，因此，根据铝土矿选 矿尾矿的物理化学性质分析，我们可以近似的把选矿尾矿看作一种胶体。胶体微粒在重力场 或离心力场中沉降时，会在沉降方向的两端产生电位差，这叫做沉降电位，沉降电位意味着 带电微粒在沉降后将相反的电荷的离子留在了原处，正负电荷发生了分离。经测定，铝土矿 选矿尾矿的表面电性为负电性，在有外加电场的情况下，能够促使铝土矿选矿尾矿颗粒进行 定向移动，加速沉降，由于胶体微粒在电场中作定向运动的现象叫电泳，因此，我们把这种 沉降方法称为铝土矿选矿尾矿的电泳沉降方法。本发明的一种铝土矿选矿尾矿的沉降方法，通过电泳沉降后的铝土矿选矿尾矿，含水率 大大降低，浓度最高可以提高5倍以上，有利于实现尾矿干堆，尾矿排放到复垦区跟粉煤灰拌 合后直接能够作为复垦用土，既解决了复垦用土的土源问题，同时又降低了尾矿库的库存量， 还减少了尾矿堆放对环境的污染；电泳分离出来的水很澄清，浮游物含量降低到0.1g/l以下， 能在选矿生产中循环利用，可以节约生产成本，更加有效的保护矿山环境。
具体实施方式
一种铝土矿选矿尾矿的沉降方法，其特征在于沉降过程是在铝土矿选矿尾矿矿浆中加入 能使矿物颗粒表面具有一定的动电位电解质和聚丙烯酰胺类絮凝剂，然后将铝土矿选矿尾矿 矿浆置于垂直方向的电场中，使铝土矿选矿尾矿颗粒在电场作用下获得外力进行定向移动， 使尾矿颗粒加速沉降的。在铝土矿选矿尾矿矿浆中加入能使矿物颗粒表面具有一定的动电位 电解质为硫酸、盐酸，加入后矿浆的pH值为4.8-6.5;加入的絮凝剂为聚丙烯酰胺类絮凝剂， 加入量为30-250g/t干尾矿。施加于铝土矿选矿尾矿矿浆上的垂直电场梯度为2xl03—6xl06 伏/米，电极可以是棒状、片状、网状、管状、环状、带状等。
下面结合实例对本发明作进一步的说明。 实施例l以河南铝土矿选矿尾矿为试验矿样，其中-37^11粒级含量为90.5%， -20^!11粒级含量为 75.6%, -1(^加粒级含量为15.3%。在pH值为9. 5、浓度为6.6。/。的河南铝土矿选矿尾矿矿浆中， 添加一定量的硫酸盐使矿浆pH值调至8. 5，使矿物颗粒表面具有一定的动电位，然后加入40g/t 的有机絮凝剂85-2，再采用直流电通过棒状电极形成电场，使得尾矿颗粒在12V电压下进行定 向移动，通过电泳沉降后的铝土矿选矿尾矿浓度可以提高到54.6%,上清液很澄清，浮游物含 量仅为0.058g/1，回水利用良好。实施例2以越南铝土矿洗矿尾矿为试验矿样，其中-37Pm粒级含量为93.6M， -201^111粒级含量为 84.3%, -101%1粒级含量为45.8%。在pH值为7. 1、浓度为6.8%的越南铝土矿洗矿尾矿矿浆中， 采用直流电通过片状电极形成电场，使得尾矿颗粒在12V电压下进行定向移动，通过电泳沉降 后的铝土矿洗矿尾矿浓度可以提高到37.4%，上清液很澄清，浮游物含量仅为0.085 g/1，回水 利用良好。实施例3:以山西铝土矿选矿尾矿为试验矿样，其中-37Mm粒级含量为91.2y。， -20^111粒级含量为 78.3%， -10^1粒级含量为16.4%。在pH值为lO、浓度为7.1%的山西铝土矿选矿尾矿矿桨中， 添加一定量的硫酸使矿浆pH值调至6.5，使矿物颗粒表面具有一定的动电位，然后加入40g/t 的有机絮凝剂85-2，再采用直流电通过网状电极形成电场，使得尾矿颗粒在12V电压下进行定 向移动，通过电泳沉降后的铝土矿选矿尾矿浓度可以提高到57.8%，上清液很澄清，浮游物含 量仅为0.052g/1，回水利用良好。
权利要求
1.一种铝土矿选矿尾矿的沉降方法，其特征在于沉降过程是在铝土矿选矿尾矿矿浆中加入能使矿物颗粒表面具有一定的动电位电解质和聚丙烯酰胺类絮凝剂，然后将铝土矿选矿尾矿矿浆置于垂直方向的电场中，使铝土矿选矿尾矿颗粒在电场作用下获得外力进行定向移动，使尾矿颗粒加速沉降的。
2. 根据权利要求l所述的一种铝土矿选矿尾矿的沉降方法，其特征在于在铝土矿选矿尾 矿矿浆中加入能使矿物颗粒表面具有一定的动电位电解质为硫酸或盐酸，加入后矿浆的pH值 为4. 8-6. 5;加入的絮凝剂为聚丙烯酰胺类絮凝剂，加入量为30-250g/t干尾矿。
3. 根据权利要求1所述的一种铝土矿选矿尾矿的沉降方法，其特征在于施加于铝土矿选 矿尾矿矿浆上的垂直电场梯度为2xl03—6><106伏/米。
全文摘要
本发明涉及一种铝土矿选矿尾矿的沉降方法，其特征在于沉降过程是在铝土矿选矿尾矿矿浆中加入能使矿物颗粒表面具有一定的动电位电解质和聚丙烯酰胺类絮凝剂，然后将铝土矿选矿尾矿矿浆置于垂直方向的电场中，使铝土矿选矿尾矿颗粒在电场作用下获得外力进行定向移动，使尾矿颗粒加速沉降的。本发明方法简单易行、成本低、环境友好，通过电泳沉降后的铝土矿选矿尾矿，含水率大大降低，尾矿浓度最高可以提高5倍以上，有利于实现尾矿干堆；电泳分离出来的水很澄清，浮游物含量能降低到0.1g/l以下，可以循环利用。
文档编号B01D21/00GK101156996SQ200710119910
公开日2008年4月9日 申请日期2007年8月3日 优先权日2007年8月3日
发明者汤振宏, 陈湘清, 马俊伟 申请人:中国铝业股份有限公司