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我國(guó)高鋁礬土屬水鋁石—高嶺石型,有人稱(chēng)為高鋁粘土,又稱(chēng)鋁土礦。其特點(diǎn)是含Al2O3和SiO2高,含F(xiàn)e2O3低,不太適合工業(yè)氧化鋁生產(chǎn),比較適合耐火材料。自1953年唐鋼耐火車(chē)間利用本地高鋁礬土生產(chǎn)出Al2O3含量87.34%高鋁磚之后,1954年重鋼耐火車(chē)間利用貴陽(yáng)高鋁礬土生產(chǎn)出Al2O3含量大于85%的高鋁磚之后,高鋁質(zhì)耐火材料得到快速發(fā)展。
如今我國(guó)已是耐火材料生產(chǎn)大國(guó),耐火材料產(chǎn)量占全球的65%以上(2011年產(chǎn)量2949萬(wàn)噸,近年稍有降低),其中高鋁耐火材料占65%以上,每年要用1500萬(wàn)噸高鋁礬土,經(jīng)過(guò)60多年的開(kāi)采利用,高鋁礬土資源已趨匱乏。
耐火材料對(duì)高鋁礬土有嚴(yán)格的質(zhì)量要求,隨著高溫技術(shù)的發(fā)展,1982年后,特級(jí)、一級(jí)高鋁礬土熟料供不應(yīng)求,二級(jí)礬土熟料滯銷(xiāo),三級(jí)品利用率也很低。因此對(duì)當(dāng)前大量的中低品位Al2O3含量較低的高鋁礬土,必須考慮選礦提純。
高鋁礬土提純方法評(píng)述
天然高鋁礬土除含Al2O3外,還有SiO2、Fe2O3、TiO2、CaO、MgO、K2O、N2O等雜質(zhì),不同地區(qū)的礬土礦雜質(zhì)數(shù)量往往不同,選礦的目的就是除去其中的雜質(zhì),提高Al2O3含量,主要的選礦方法如下:
1.提取氧化鋁:從高鋁礬土或其他含鋁天然原料提取氧化鋁的方法較多。目前我國(guó)普遍采用選礦—拜耳法生產(chǎn)工業(yè)氧化鋁,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)金屬鋁的各大鋁業(yè)公司基本都生產(chǎn)工業(yè)氧化鋁,耐火用氧化鋁大部分從鋁業(yè)公司購(gòu)買(mǎi),或者從國(guó)外進(jìn)口。
2.用氟化鋁除去高鋁礬土中的SiO2、TiO2、Fe2O3,制取板狀棕剛玉:將鋁礬土粉碎至小于0.175mm,與一定比例的AlF3充分混合,然后壓塊煅燒,產(chǎn)生的SiF4、TiF4、FeF3為白色氣態(tài)物,全部揮發(fā),Al2O3含量增大。有人用陽(yáng)泉礬土試驗(yàn),煅燒1300℃,保溫30min,可脫除SiO295%、TiO299%、Fe2O313%,煅燒到1780℃可形成板狀剛玉。這種方法的生產(chǎn)成本較高,揮發(fā)物難以回收,污染環(huán)境。
用氯化揮發(fā)法除鈦,鐵是可行的,小型試驗(yàn)原礦TiO2由3%降到0.62%~0.65%,F(xiàn)e2O3由0.87%降到0.29%~0.31%,收得率在95%以上,成本增加不大,企業(yè)有利可圖。但需注意揮發(fā)物回收,保護(hù)環(huán)境。
3.洗選:可采用附有振動(dòng)篩的擦洗機(jī)、滾筒篩、緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的攪拌機(jī)等洗去礦石表面的附著物。此法是最簡(jiǎn)單的選礦方法,利用含硅礦物易碎、泥化的特點(diǎn),除去細(xì)粒級(jí)物質(zhì),提高鋁硅比。
4.浮選法:我國(guó)自上世紀(jì)70年代開(kāi)始對(duì)浮選脫硅進(jìn)行諸多研究,是目前研究較多也較為有效的方法之一。根據(jù)上浮礦物是否為目的礦物,可分為正浮選和反浮選。原礦磨細(xì)到200目占95%,以Na2CO3為調(diào)整劑,六偏磷酸鈉為抑制劑,氧化石蠟皂和塔尓油作捕收劑取得較好效果,礦石鋁硅比由5提高到8以上,正浮選分離或富集水鋁石。然后將浮選的精礦進(jìn)一步磨細(xì),通過(guò)325目篩進(jìn)行反浮選,除去含鐵與含鈦礦物。