【铝土矿选矿】铝土矿中二氧化硅脱除方法！

我国铝土矿多为一水硬铝石，其资源禀赋呈现高二氧化硅、低铝硅比特征，矿石中二氧化硅含量普遍超10%，铝硅比多集中在4~6区间，难以直接适配氧化铝工业主流生产工艺要求。铝硅比是界定铝土矿品质与工业应用价值的重要指标，通过预先脱硅处理是是保障我国氧化铝产业可持续发展的关键技术路径。本文围绕铝土矿中二氧化硅的影响及铝土矿脱脱硅技术进行介绍。

一、硅对铝土矿的影响

氧化铝工业多采用拜耳法作为主流生产工艺，铝土矿中的二氧化硅主要以高岭石、伊利石、叶蜡石等硅酸盐脉石矿物存在，在生产过程中会与碱液发生不可逆反应，生成铝硅酸钠，从而引发以下问题：

碱液消耗增加：矿石中二氧化硅含量每增加1%，每吨氧化铝加工过程中氢氧化钠消耗量增加约6.6kg，大幅提升生产辅料成本；

氧化铝资源损失：二氧化硅每增加1%，将导致每吨矿石中约8.5kg的氧化铝进入硅渣，造成损失。

受高硅含量的限制，我国多数一水硬铝石矿无法直接采用拜耳法生产，需通过选矿预脱硅工序优化矿石品质，匹配后续工业生产要求。

二、铝土矿主要脱硅方法

目前铝土矿脱硅技术主要分为化学选矿、物理选矿和生物选矿三类。各类工艺基于不同的工作原理，在应用场景、技术成熟度与工业化程度上有明显差异。

1、铝土矿物理法脱硅

铝土矿物理法脱硅是依托矿物天然物理及表面物理化学性质差异实现分离的，无需复杂化学反应，工艺稳定性强，是目前铝土矿脱硅常用方法。其方法如下：

洗矿、筛分脱硅：利用硅质矿物易泥化的特性，矿石磨矿后通过洗矿、筛分去除细泥态硅质矿，多适于三水铝石矿及高泥化一水硬铝石矿的脱硅处理。

选择性絮凝脱硅：是基于矿物表面性质差异，实现细粒硅质矿物或铝矿物的选择性絮凝分离，其流程是先将矿石细磨后添加分散剂与絮凝剂，然后进行选择性絮凝浮选。

浮选脱硅；利用一水硬铝石与硅质脉石矿物表面润湿性、电性差异，通过选矿药剂调控实现泡沫浮选分离，有正浮选和反浮选两种方法。其中，正浮选是浮铝抑硅，常采用阶段磨矿-一次选别、粗细分选等工艺，可将铝硅比从5~6提升至11以上；反浮选是浮硅抑铝，但受限于硅质矿物可浮性差异大、高效选择性药剂缺失、矿泥干扰等问题，尚未实现大规模工业化应用。

2、铝土矿化学法脱硅

化学选矿脱硅是利用两者在特定化学环境中的反应差异（选择性溶解硅质矿物），实现铝、硅组分分离的。在高温焙烧或碱性介质中，含硅矿物被选择性分解并进入液相，铝矿物则保留于固相，经固液分离实现脱硅。主要方法有：

焙烧-NaOH溶出法：矿石经高温焙烧活化后，在90~140℃条件下，采用氢氧化钠溶液溶出二氧化硅；

NaOH直接溶出-分选法：矿石粉碎后加入氢氧化钠，反应生成水合铝硅酸钠，利用其与一水硬铝石的粒度、密度差异实现物理分选；

该脱硅法效率较高，试验条件下脱硅率可达 55.61%，可将矿石铝硅比提升至9.92，但存在流程复杂、能耗偏高、焙烧工艺控制严苛等问题。

3、铝土矿生物脱硅

铝土矿生物脱硅方法，是依托环状芽孢杆菌等特定微生物，与硅质矿物发生氧化还原作用，生成可溶性硅实现脱硅。该工艺流程简单、绿色环保，但存在反应速率慢、处理周期长、工艺条件严苛等局限，目前仅停留在实验室研究阶段。

我国铝土矿的高硅、低铝硅比特性，决定了选矿脱硅是氧化铝产业可持续发展的主要环节。通过脱硅技术优化提升铝土矿铝硅比，可有效降低氧化铝生产能耗与物料消耗，提高资源综合利用水平，为我国铝工业的高质量发展提供坚实支撑。鑫海在铝土矿选矿脱硅技术上有着丰富经验，可根据铝土矿实际情况设计适宜的工艺方案及成套选矿设备。