郝海正
(中國有色金屬建設股份有限公司,北京 100029)
在我國氧化鋁工業產業發展中,通過選礦拜耳法的使用,可以達到污染小及低能耗的目的。但是,在該種技術使用中,由于我國鋁礦質量的下降,鋁礦資源開采中需要加入絮凝劑等才可以滿足資源的開采需求,這種現象的發生會為鋁資源的開采帶來影響。因此,在研究中,根據選礦拜耳法技術使用特點,對氧化鋁資源開采中的鐵硫富集問題進行研究,分析引發問題的原因,并構建針對性的解決方案,以便為氧化鋁產業提供行之有效的處理方案,降低產業的運行成本,推動行業的穩步發展。
對于選礦拜耳法而言,主要是根據拜耳法的工藝需求,針對高含硅礦物質的特點,通過工藝的選擇、調整等,與選冶技術進行聯合,提高資源開采及利用的整體效率,滿足當前氧化鋁工業產業的發展需求[1]。
在選礦拜耳法使用中,一般需要經過破碎、濕磨、溶出、稀釋、沉降分離以及赤泥洗滌、晶種分解、煅燒、蒸發等。
結合氧化鋁生產中鐵硫的富集處理狀況,通過選礦拜耳法的使用,技術優勢如下:第一,在選礦拜耳法使用中,會將選礦以及冶煉融合,發揮鐵硫富集處理的優勢;而且,該種技術相對簡單,通過先進技術的使用,可提高鋁土礦資源的處理效率,滿足行業的可持續發展需求。因此,該技術具有一定的優勢。第二,推動鋁礦生產技術的創新,結合氧化鋁工業產業的運行及發展現狀,在鋁產業構建中,通過選礦拜耳法的使用不僅可以降低投資成本、優化工藝資源的配置效率,而且也可以推動產業的創新[2]。例如,在氧化鋁產業中,通過選礦拜耳法技術的運用,其中的礦增濃溶技術可以處理鋁石型的礦土資源,而且該技術會降低能源損耗,充分滿足我國氧化鋁工業產業的經濟發展需求。第三,成本優勢。與傳統鋁礦資源生產狀況相比,選礦拜耳法技術的成本費用相當于原礦采購的20%,從而可降低鋁化物質的開采成本,提高資源利用的經濟效益。
通過對氧化鋁工業產業運行狀況,通過選礦拜耳法的使用,成品氧化鋁鐵以及硫含量呈現出不斷升高的現象。實驗中,通過選礦拜耳法以及低溫拜耳法的對比,對發生鐵硫富集的原因進行分析。
在選礦拜耳法氧化鋁生產的過程中,當出現鐵硫富集的問題,其影響因素如下:第一,浮選過程中泡沫造成的影響。選礦拜耳法氧化鋁生產中,浮選中的礦化氣泡是較為常見的,泡沫的出現會對物料流動、設備凈容積的綜合使用造成影響,無法提高鋁礦資源開采的效率,長期會引發精礦冒槽的問題。第二,溶出后的母液殘留。在精礦溶出后,泡沫的出現會減少槽存,引發泡沫的位置包括:赤泥沉降分離槽、種分槽等,若這些有機溶劑殘留的現象不能及時處理,會引發系統冒槽以及泡沫積存的問題,增加氧化鋁工業產業的運行難度[3]。
兩種實驗結果如表1、表2。
表1 低溫拜耳法的鐵硫結果
表2 選礦拜耳法的鐵硫結果
在表1及表2結果分析中可以發現,首先,在母液、溶出液以及精液中,選礦拜耳的S2-明顯高出低溫拜耳實驗,這種情況與S2-存在狀態有一定關聯。在選礦拜耳法使用的過程中,由于資源中含有大量的有機物,這些物質作為還原性的物質,可以提高硫的溶出效率。其次,在選礦拜耳法使用中,NaCl的含量高于低溫拜耳法10倍,這種現象主要是由于浮選藥劑中的NaCl會伴隨精礦進入出現硫增多的問題。
通過選礦拜耳法氧化鋁生產中鐵硫波動現象的分析,引發鐵硫的遠近不僅包括鐵含量超標,而且也包含硫含量升高,這會引發生產系統的不穩定,實驗中,對生產系統的波動變化進行總結,變化如下。
(1)漿液顏色的變化。通過對實驗研究的分析可以發現,當系統中的粗液以及精液顏色發生改變,母液過濾后會由白色變為淡灰色,在觀察一個階段(30d)之后,粗液以及精液會變黑,其中的過濾性能會呈現惡化的狀態,而且,在正常的操作下也會出現不掛餅的現象。
(2)赤泥分離的沉降變化。在選礦拜耳法氧化鋁生產中,當進行鐵硫富集現象處理時,存在著一定的波動問題:第一,赤泥分離中,系統長時間運行中存在著不穩定的現象,例如,當系統壓產達到70%之后,會增加單位體積中的物料沉降,這種情況下并不會明顯改善沉降系統的運行狀態。第二,在提高配料中,在不同區域添加液體絮凝劑,可以改善系統沉降的問題,但是,其中的可沉降性能是影響鐵硫處理的主要因素。所以,在選礦拜耳法氧化鋁生產中,應該根據鐵硫的富集狀態選擇處理方案,以降低富集對選礦拜耳法氧化鋁生產造成的影響。第三,在氧化鋁工業產業中,當選擇選礦拜耳法,會出現管道磨損嚴重以及漏電增多的現象,這一問題與選礦拜耳法氯離子含量過高存在關聯。
(1)溶出前的處理。在氧化鋁工業生產中,當使用選礦拜耳法,需要在溶出前對礦漿進行攪拌及保溫處理。一般情況下,需要將鋁礦漿攪拌保溫6h~8h,并在達到模擬脫硅條件之后,硫的轉化率會逐漸降低,降低的最高狀態可達到25%。因此,在氧化鋁生產中,通過溶出前攪拌保溫方式的運用,可以降低硫的轉化率,提高鐵硫處理的整體效率。
(2)空氣攪拌氧化處理。將鋁酸鈉溶液融入空氣會形成Na2SO4,當溶液蒸發之后會在精液系統中進行空氣氧化,母液中的Na2SO4會與Na2CO3一同析出,并在之后的燃燒法配料處理中進行鐵硫處理,提高鐵硫富集處理的整體效率。
(3)精液冷卻處理技術。通過對選礦拜耳法使用技術的分析,整個處理過程會溫度降低而發生改變,其中的FeS沉淀容易被氧化析出,也就是說,在這種條件下,通過溶液的冷卻處理,可以有效去除部分FeS,使整個物質呈現出硫平衡的狀態,提高靜冷卻處理技術的使用價值。
(4)部分母液的處理技術。一般情況下,在選礦拜耳法氧化鋁生產中的鐵硫富集處理中,需要確定以下技術處理形式:第一,在部分母液的蒸發結晶燒結工藝中,會在根本上降低溶液中的有機物,主要是由于拜耳法溶液會將有機物富集,當富集狀態達到一定狀態時,不僅會降低溶液的產出率,而且會降低氧化鋁的產量,降低赤泥沉降的速度,有效增強溶液的密度。第二,在部分母液脫硫劑使用中,當加入氧化鋇時,可以去除富集有機物中的S2-。第三,將母液中加入ZnO時,會析出溶液中的硫,并行成硫化鋅,當進行脫硫時,其中的鐵元素也會被清除,提高鐵硫富集處理的整體效果。因此,在選礦拜耳法氧化鋁生產中,應該根據鐵硫的富集狀態選擇處理方案,以降低鐵硫富集對選礦拜耳法氧化鋁生產造成的影響。
總而言之,在選礦拜耳法氧化鋁生產技術使用中,由于其技術的特殊性,在鐵硫處理中存在著一些安全問題,為了在整個過程中提高鐵硫處理的效率,保證相關工作人員的安全性,技術使用中需要仔細分析安全隱患,通過各項危險因素的確定,進行選礦拜耳法氧化鋁生產技術的使用,以便更好的提高氧化鋁工業生產中鐵硫的處理效率,為行業的安全、穩步發展提供參考。