铝土矿：把脱硅进行到底！

铝土矿是重要的矿产资源，是用来生产金属铝、氧化铝的主要原材料，涉及电器、飞机、机械、民用器具等众多领域。我国虽然是世界十大铝土矿资源国之一，但铝土矿基础储量只有7.16亿t，铝土矿资源储量仅为全世界总储量的2%，以高硅、高铝、低铝硅比的水硬铝石为主，为满足生产需要，如何高效选矿脱硅就成为铝生产工业发展的重要技术支撑。

为什么要脱硅？

铝土矿中除了氧化铝及其水合物外，还含有种种杂质，主要是二氧化硅、氧化铁,其次是二氧化钛，和其他的一些元素化合物。

硅是氧化铝生产过程中最主要的有害物质。衡量铝土矿质量的最主要标准是矿石中氧化铝含量及铝硅比A/S(矿石中所含Al₂O₃与SiO₂的百分含量之比称为铝硅比)。

铝土矿中硅的含量过高会形成大量的赤泥，赤泥堆积后续处理造成环境污染，同时造成装置结疤、安全隐患等巨大的影响。另外，在分解析出过程中随之析出硅酸盐类矿物会大量消耗液中氧化铝，使产品品位降低以及降低工业效益。

铝土矿选矿脱硅技术

目前，工业生产氧化铝行业所采用的方法一般有拜耳法、烧结法以及联合法等3种方法。但是，我国铝土矿与国外存在较大差异，大多为水硬铝石型，属于中等品位，且含硅矿物成分较高，嵌布粒度较为细小，铝、硅的镶嵌密度高，粒级小，不适于直接应用国外的拜耳法。因此，根据我国铝土矿的特征，需要采取其它有效的选矿脱硅技术，来实现减少硅含量的目的。

物理选矿法

物理选矿脱硅法的主要特点是:在不改变矿物性质的条件下，以天然矿物的形式除去含硅矿物，进而提高铝土矿的A/S。

1.洗矿-分级脱硅法

此种选矿脱硅技术主要是利用含硅成分的矿物更易粉碎、泥化等特点，先将铝土矿磨碎，再利用洗矿机、振筛机以及旋流器等设备将细粒级筛分掉，提升铝硅比。

2.选择性碎解脱硅法

选择性碎解脱硅法是依据水铝石与脉石矿物磨矿粉碎时的难易程度不同的特点，而进行选择性碎解将硅脱除。该法针对于水铝石与含硅矿物可碎性差异较大的铝土矿十分有效。

3.浮选脱硅法

浮选脱硅是根据铝土矿中有用矿物(一水铝石和三水铝石都属于氧化物)和脉石矿物(主要为铝硅酸盐)表面化学性质的差异，用浮选法实现有用矿物和脉石矿物的分离，从而实现高铝土矿A/S的一种物理选矿脱硅方法。

正浮选脱硅法：是向矿浆中添加合适的抑制剂抑制铝硅酸盐等脉石矿物，用捕收剂浮选铝矿物(一水铝石或三水铝石)，从而实现铝硅分离的目的。

反浮选脱硅法：是通过采用抑制剂抑制含铝有用矿物，把铝硅酸盐脉石矿物富集到泡沫产品中，从而提高铝土矿的A/S。

4.生物脱硅法

生物法脱硅主要是通过微生物与含硅矿物进行氧化还原，生成二氧化硅，并将二氧化硅转化成可溶性物质，通过这种方式达到分离含硅矿物的目的。目前，常用的微生物主要有细菌、真菌等，此种方式主要适合胶状粒级小的铝土矿的脱硅处理，工艺简单，但微生物的反应时间较长、处理慢，因此此种脱硅技术的应用范围有限，目前主要停留在试验室阶段。

化学选矿法

化学选矿脱硅技术处理的对象主要为嵌布粒度较细铝土矿或含硅脉石矿物(高岭石)与含铝目的矿物紧密共生的铝土矿。根据工艺流程方案的不同，目前应用较广泛的化学选矿脱硅技术主要有2种，预焙烧-氢氧化钠溶出脱硅法和氢氧化钠直接溶出-分选脱硅法。

1.预焙烧-烧碱溶出法

预焙烧-烧碱溶出工艺主要包括:焙烧、溶出、固液分离和碱液再生等。在焙烧的方法下，使含硅脉石矿物(主要是高岭石)分解为无定形Al₂O₃和SiO₂，然后在90～140℃下，采用NaOH优先溶解SiO₂，进入液相，而含铝矿物仍留在固体中，最后经固液分离等方法可得到铝精矿。

2.氢氧化钠直接溶出-分选法

氢氧化钠直接溶出-分选法是根据高岭石和一水硬铝石在NaOH溶液中溶解特点的不同以及水合铝硅酸钠与一水硬铝石颗粒在粒度、密度和复合场中的行为的差异而实现铝硅分离的一种化学脱硅法。其工艺主要包括粉碎、含硅矿物溶出和分选等。其脱硅的原则流程如下图所示。

写在最后

我国铝土矿资源储量较多，分布集中，这是我国铝土矿资源的先天优势。为改善我国铝土矿品质，需根据我国铝土矿特征进行科学的选矿脱硅处理。

物理选矿脱硅法无论在分选工艺、药剂制度及理论研究方面都已比较成熟。但是，在物理选矿脱硅分选设备方面的研究比较少，因此，物理选矿脱硅未来的主要研究方向是加强对高效脱硅设备的研究和开发。

与物理选矿脱硅技术相比，化学选矿脱硅技术虽然脱硅效果好，但其生产过程中存在的液固体积质量比大、物料流量大难以处理、碱消耗高及生产成本较高等缺点，未来需要对化学选矿脱硅法进行更深入的研究，以降低其能耗、碱耗和生产成本，提高其在工业上的应用范围。

参考来源

杜五星等.高硅铝土矿选矿脱硅的研究现状及进展

李海波.铝土矿选矿的现状及发展方向

姬天哲.我国铝土矿资源特征及选矿脱硅技术

邱廷省等.铝土矿脱硅技术及其发展现状