水力旋流器分选低品位铝土矿的影响因素研究

论文摘要

为实现拜耳法生产氧化铝,针对我国高铝、高硅、低铝硅比型的铝土矿利用离心力场进行分选,以达到铝硅比要求,具有较为重要的意义。本实验以铝硅比为4.39的河南中州低品位铝土矿为研究对象,系统地研究了旋流分选过程中的影响因素。水力旋流器影响因素主要包括旋流器的结构参数和操作参数。针对结构参数和操作参数的影响,进行的研究结果表明：旋流器内空气柱和最大切线速度轨迹面受底流口直径改变的影响发生变化,使进入到底流中的一水硬铝石和硅酸盐矿物的量增加,降低了底流的铝硅比,因此分选和分级效果受到不利影响。锥角的改变,使旋流器内零速包络面发生改变,对一水硬铝石和硅酸盐矿物的分选和分级效果也产生影响。11°锥角的水力旋流器在底流口为6mm时,得到的分选结果为底流A/S为6.87,底流中Al2O3的回收率达到69.88%,溢流A/S为2.32,溢流中SiO2的回收率达到56.02%。试验中发现,给矿压强的提高使分选效果也随之提高。增大给矿压强可以使粗颗粒的切线速度增大,在分选过程中进入底流中,而对细颗粒的影响不大。因此一水硬铝和硅酸盐矿物的分选效果提高,但是给矿压强的增大使分级效率降低。采用锥角为11°的旋流器,当给矿压强为0.4MPa时,得到的分选结果为底流A/S为7.33,底流中Al2O3的回收率达到70.52%,溢流A/S为2.30,溢流中SiO2的回收率达到57.14%。一般来说,给矿浓度会通过矿浆的密度和粘度影响分选结果。15°锥角的分选结果随给矿浓度的增大而降低；7°锥角的分选结果基本上也是随给矿浓度的增大而降低,但是当为给矿浓度为8%时,曲线出现波动情况,此时取得较好的试验结果。锥角为15°,给矿浓度为10%时,实验结果为底流A/S为6.54,底流中Al2O3的回收率为75%,溢流A/S为2.27,溢流中SiO2的回收率达到49.01%；当旋流器锥角为7°时,在给矿浓度为8%的条件下达到较好分离效果,底流A/S为5.58,底流中Al2O3的回收率为83.01%,溢流A/S为2.14,溢流中SiO2的回收率达到34.74%。通常情况下,当入料中粗颗粒较多时,分离粒度较大,底流浓度高,分级效率低,分离效果不好。当入料中细粒较多时,分离粒度小,物料之间差异性小不利于分离。给矿细度对分选效果影响的试验结果表明：底流口直径为6mm,当给矿细度为-0.074mm占60%时,得到较好分离效果,底流A/S为5.32,底流中Al2O3的回收率达到86.48%,溢流A/S为2.32,溢流中SiO2的回收率达到26.07%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 铝土矿资源的状况及我国铝土矿的特点
• 1.1.1 世界铝土矿资源状况
• 1.1.2 我国铝土矿资源的特点
• 1.2 氧化铝生产工艺以及硅杂质的影响
• 1.2.1 氧化铝的生产工艺
• 1.2.2 氧化铝生产工艺的比较
• 1.2.3 铝土矿脱硅的必要性
• 1.3 铝土矿脱硅研究现状
• 1.3.1 化学方法
• 1.3.2 生物方法
• 1.3.3 物理方法
• 1.3.4 铝土矿脱硅方法存在的问题
• 1.4 水力旋流器分选铝土矿
• 1.4.1 水力旋流器的发展
• 1.4.2 水力旋流器的基本结构
• 1.4.3 水力旋流器的工作原理
• 1.4.4 影响旋流器分选过程的主要参数
• 1.5 实验可行性依据及研究内容
• 1.5.1 理论依据
• 1.5.2 主要研究内容
• 第二章 试验用矿样、仪器及方法
• 2.1 试验矿样
• 2.2 实验仪器
• 2.3 试验方法
• 第三章 旋流器的结构参数对分选效果的影响
• 3.1 结构参数对旋流分选效果的影响
• 3.2 结构参数对分级效果的影响
• 3.3 小结
• 第四章 旋流器的操作参数对分选效果的影响
• 4.1 给矿压强对旋流分选效果的影响
• 4.1.1 给矿压强对分选效果的影响
• 4.1.2 给矿压强对分级效果的影响
• 4.2 给矿浓度对旋流分选效果的影响
• 4.2.1 锥角为15°时给矿浓度对旋流分选效果的影响
• 4.2.2 锥角为7°时给矿浓度对旋流分选效果的影响
• 4.3 给矿细度对旋流分选效果的影响
• 4.4 小结
• 第五章 旋流分选过程的作用机理
• 5.1 水力旋流器内流体运动的基本形式
• 5.2 水力旋流器的分离模型
• 5.3 水力旋流器内颗粒的运动
• 5.4 水力旋流器的分选原理
• 5.4.1 切向速度
• 5.4.2 轴向速度
• 5.4.3 径向速度
• 5.5 结构参数影响旋流器分选过程的机理分析
• 5.5.1 结构参数对分选效果影响的作用机理
• 5.5.2 结构参数对分级效果影响的作用机理
• 5.6 操作参数影响旋流器分选过程的机理分析
• 5.6.1 给矿压强对分选效果影响的作用机理
• 5.6.2 给矿浓度对分选效果影响的作用机理
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢