耐火材料用铝矾土选矿加工简介

铝矾土是铝硅耐火材料的主要原料，铝矾土的主要化学成分为：Al2O3 、SiO2、 Fe2O3、TiO2、K2O、Na2O、CaO、MgO等，主要物相成分为：一水硬铝石、高岭石、伊利石、叶腊石、赤铁矿、水针铁矿、金红石、锐钛矿、方解石等。其物相成分中一水硬铝石与高岭石是生产耐火高温材料的主要有益成分，伊利石、叶腊石、赤铁矿、水针铁矿、金红石、锐钛矿、方解石都对高温位材料的耐火度有一定的影响。在耐火材料的生产中，可根据产品的技术要求选择不同Al2O3 % 与SiO2 %含量的铝矾土矿，其Al2O3 %含量使用范围为35-85%、SiO2 %含量使用范围为0.1-45%，多数对Fe2O3、K2O、Na2O含量有严格的要求。
2012年，我国耐火材料产能已经达到4300万吨/年，在目前我国铝矾土矿资源日渐匮乏的情况下，铝矾土原矿越来越不能满足耐火材料的生产需要，矿石价格也在快速上涨，严重挤压了耐火材料的经营空间。因此通过对铝矾土原矿进行选矿加工以满足耐火材料的生产需求成为资源保证的必要过程。
铝矾土矿选矿技术的工业应用源于2002年，该技术经历了十年四次技术进步，目前已经完全成熟的应用于冶金用铝土矿的选矿脱硅，今年，也已经成功应用于耐火材料用铝矾土的选矿脱硅与脱铁。可以使用Al2O3 /SiO2 重量比2.5-4.5、Al2O3  50-60 % Fe2O3 5.0% 的原矿，生产Al2O3 ≥72 % 、Fe2O3≤ 2.0%的精矿，并获得Al2O3 35-45 % 、SiO2 25-35%  Fe2O3 ≤2.0%的尾矿，其精矿、尾矿均可以达到耐火材料生产的技术要求。
矿物学研究表明，一水硬铝石是铝矾土矿中主要的含铝矿物，多呈板片状、针柱状和微粒状产出，粒间常夹杂呈分散状态的伊利石、绢云母或高岭石而构成矿石基底。晶体粒度细小，大多在0.002~0.02mm之间，局部可至0.05mm左右。集合体常具隐晶质~微晶质结构，部分呈球粒状、豆状或鲕状，球粒之间胶结物仍以一水硬铝石为主。铁矿物主要为赤铁矿，主要以两种形式产出：一是呈内部较为洁净的不规则状集合体沿一水硬铝石团块边缘嵌布或以星散浸染状的形式出现在由一水硬铝石为主组成的团块中。部分由于风化作用的影响，孔洞较为发育，甚至变成骸晶状。集合体粒度变化较大，粗者可至1.0mm，细小者小于0.05mm，一般0.1~0.5mm，少数团块中可见细小的柱粒状一水硬铝石零星分布。钛矿物包括锐钛矿和金红石，根据镜下观察，锐钛矿分布较为广泛，它常呈不规则粒状以星散状的形式散布在一水硬铝石集合体中或褐铁矿团块中，粒度明显较铁矿物细小，大多在0.005~0.03mm之间，个别可至0.06mm左右。金红石常为自形柱粒状，其嵌布特征与锐钛矿大致相同，粒度较锐钛矿略粗，一般0.03~0.1mm不等。脉石矿物含量较高的是高岭石和伊利石，其次是石英和绿泥石，它们常呈不规则的团块状沿一水硬铝石粒间充填或呈分散状嵌布在部分赤铁矿中，石英常为不规则的它形粒状，多沿一水硬铝石粒间零星分布，粒度一般在0.02mm以下，偶见宽约0.05mm的石英细脉沿矿石裂隙穿插交代。
选矿试验研究表明，把矿石解离到-0.074mm 85%，通过正浮选可以脱除原矿中50-70%的SiO2、脱除50-70%的Fe2O3 ，把矿石解离到-0.038mm 85%，通过正浮选钛矿物可以脱除原矿中50-70%的TiO2，高梯度强磁选也可以脱除原矿中50-70%的Fe2O3；这些技术已经在工业生产中逐步得到应用。
通过浮选的方法与磁选的方法对铝矾土原矿进行加工可以获得理想的耐火材料用精矿，也可以对冶金用铝土矿选矿的尾矿进行加工获得价格低廉的耐火材料生产用原料，从而促进我国耐火材料工业的发展。目前每吨铝矾土原矿的选矿加工成本大约为50-65元/吨，建设一个年处理30万吨原矿的选矿厂的基本建设投资大约2000万元左右，多数工厂的基本建设投资可在年内收回，是难得的高附加值、高技术、高利润项目。