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低品位铝土矿全组分高值化综合利用技术

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-01-05  浏览次数:251

一、技术内容

(一)基本原理

依据自主专利技术,利用铝土矿矿物界面性质的差异,采用强化分散和高效浮选技术,发挥铝土浮选末端组分的自然特点,利用铵离子、油酸阴离子对表面的催化和活化作用,重新矿物选矿末端组分转化为复肥及土壤调理剂。

1、低品位铝土矿全组分分离技术原理

利用铝土矿矿物界面性质的差异来分离、富集、精制来实现铝土矿全组分分离与应用,包括表面键的断裂、表面电性等。这些表面特性与矿物可浮性具有直接的关系。通过利用浮选药剂的作用来改变铝土矿矿物表面的某些特性达到分离矿物及改善浮选效果。

2、铝土矿末端组分营养激活技术原理

针对铝土矿末端组分主要粘土成分是高岭石、叶腊石、水云母以及赤铁矿、褐铁矿、锐钛矿、长石等的情况。经过破碎、磨矿和浮选等选矿过程,其-19μm粒级含量粒度高达60.24%,层状矿物质含量约为50%,层状硅酸盐矿在一定的条件下可以溶胀,扩大层间距离,成为水分子储存的微囊和离子交换的微型反应器。在农田中,这种结构可以大量吸水膨胀,形成自身体积数倍的胶状体,体现出蓄水作用,减缓水土流失。

3、铝土矿末端组分营养性元素在土壤中的迁移机理

研发出利用铝土矿末端组分生产对小麦、玉米、芝麻、小米、白菜等多种农作物产生营养作用和增产作用的技术。完成大田200多亩的对比实验,证实了玉米、芝麻等的增产在10%以上。

(二)关键技术与设备

1.铝土矿全组分高值化综合利用技术

在行业内率先实现并掌握铝土矿全组分高值化综合利用技术,针对A/S2.5-4.0的铝土矿矿物具备成熟的整套资源利用技术,生产的铝精矿A/S7.0以上,Al2O363%,末端组分A/S<1.2Al2O342%

2.以铝土矿末端组分为载体和调节剂的高效专用肥和土壤调理剂新工艺

开发出含硅及微量元素和总养分为12%的复混肥工艺配方及土壤调理剂配方,前期的种子发芽、小田示范已经证明了铝土矿末端组分对小麦、玉米、芝麻、小米、白菜等多种农作物具有较好的营养作用和增产作用,降低了成本。迎合客户的需要;

3.研制高效浮选剂,提高水铝石与硅铝酸盐的区分度,实现铝土精矿和铝土矿选矿末端组分的高效分离;

4.形成原矿微量元素营养激活新技术,研究末端组分铁、钛等氧化物与粘土片层结构特点,结合金属离子、水分子、板层电荷之间的相互作用等微观机理,研制出原矿微量元素营养激活技术。

(三)工艺流程

1、低品位铝土矿选矿工艺

矿石加工使用混矿区破碎好的低品位矿石,低品位碎矿粒度应小于25mm,碎矿用皮带送入混矿棚,碎矿由地下皮带多点下料,保证矿石品位的均匀度;经计量后的干碎矿由提升机提入干法辊压磨机,使用两台干法辊压磨机,单台干法辊压磨机小时产能为45 吨,磨后物料再由提升机提入干粉仓,合格矿粉加入适量循环水、纯碱、六偏磷酸钠后,进入湿法球磨机进行研磨,磨机为Φ2.7×4.5mm、Φ2.4×4.5mm两台,研磨后矿浆调质后进入旋流器分级,旋流器Φ350mm两台;分级后矿浆进入原矿浆槽,在原矿浆槽中加入捕收剂,搅拌混合后送入快速浮选集成系统进行浮选。使用两组快速浮选系统,快速浮选集成系统选为GYDFX-100A型,单系统小时处理矿浆量为80120m3 ,快速浮选集成系统分为粗选、精选与扫选,浮选过程需要加入0.35MPa 的压缩空气,压缩机选用 20 m3/min 活塞式空气压缩机4台;选出精矿进入精矿槽,由精矿泵送入高效沉降槽浓缩,尾矿进入尾矿槽;由尾矿泵送入高效沉降槽浓缩,精、尾矿经浓缩后的底流用泵送入压滤机进行压滤, 压滤机选用500m2 隔膜压榨快开明流压滤机8台,滤饼落入精矿池与尾矿池,然后由转载机装车销售或放置在合理区;滤液自流回循环水池,循环水循环用于磨矿和浮选消泡。

工艺流程图如下:

图1低品位铝土矿选矿工艺流程图

2、增效复肥及土壤调理剂生产工艺

1)复肥生产工艺流程图

图2 复肥生产工艺流程图

2)土壤调理剂生产工艺流程图

3 土壤调理剂生产工艺流程图

3、关键工艺说明

1)矿粉烘干、破碎制粉:湿的末端粘土尾矿,经矿粉烘干机高温干燥,干燥后的末端粘土组分在仓库中经过陈化,再经皮带输送至制粉机进行粉碎制成小于2mm的粘土矿粉;

2)配料、搅拌:制粉后的末端组分粘土矿粉与尿素、磷酸一铵、氯化钾等物料进入料仓,每个料仓下面都装有电子皮带秤按比例进行配料。物料经电子皮带秤计量后归入上料皮带进入双轴桨叶搅拌机进行混合;

3)造粒与筛分:双轴桨叶搅拌机混合后的物料经皮带机进入造粒机,微量元素溶于水中(吨产品添加40L水),液体营养元素经计量均匀的喷洒于转鼓造粒机中,进行成型造粒(含水率为812%,粒径要求小于6mm)。转鼓造粒机的出料经皮带输送机进入烘干流程;

4)肥料烘干:造粒后物料进入回转烘干机进行烘干,烘干物料温度为130℃左右,热源由天然气燃烧提供,烘干后粒料含水率低于5%,回转烘干机尾部设有抽风机;

5)冷却:烘干后物料进入回转冷却机进行冷却。冷却过程使用风冷,冷却后,粒料温度降至40℃以下;

6)筛分:冷却后物料进入滚筒筛分机进行筛分,同时滚筒筛分机密封防尘。筛下小于2mm或筛上大于6mm物料经锤式破碎机破碎后返回转鼓造粒机,粒度合格产品进入包装流程;

7)包膜:成品在包装前将防结块剂在包膜机中混合喷洒,在产品颗粒表面形成保护膜,防止产品结块板结造成营养成分流失;

8)包装入库:合格粒度产品,进入成品库,库下有自动称量包装机,进行称重、装袋、封口,并堆存在通风好的仓库中。

(四)创新性与解决的突出问题。

1、干湿两段的矿石解离技术

本项目采用干湿两段的矿石解离技术,设计一段高压辊磨与二段湿法研磨选择性磨矿组合系统,可使矿石解离充分,出料矿浆-200目占90%以上,采用的选择性磨矿系统,使电耗、球耗大幅度下降,较传统磨矿可以降低电耗30%,磨矿球耗降50%。

创新程度:经查新,采用干湿两段的矿石解离技术,为国内首次应用,填补了国内磨矿技术空白,技术水平居国内领先。

2、独特药剂配方

通过多次实验,结合尾矿重选的研究,得出了尾矿综合利用的可行方式,同时对尾矿重选的有效性做出了评价,调整剂由碳酸钠、六偏磷酸钠组成;捕收剂由油酸钠、橡油酸钠、烷基醇复配物组成。

创新程度:经查新,本技术为国内首次应用,填补了国内空白,技术水平居国内领先。

3、集成微泡快速浮选技术

采用集成微泡快速浮选技术,浮选效果好,可使低品位铝土矿A/S在2.0-3.5,精矿A/S在5.0-8.0,尾矿A/S在1.2-1.5。

创新程度:经查新,本技术为国内首次应用,填补了国内空白,技术水平居国内领先。

4、尾矿出料系统

通过对尾矿的物理及化学性质的分析,采用高效沉降槽与高效节能快开压滤机组合式尾矿出料系统,尾矿滤饼水分为16~20%,成型良好。

创新程度:经查新,本技术为国内首次应用,填补了国内空白,技术水平居国内领先。

5、独特消泡技术

通过对尾矿的物理及化学性质的分析,开发出独特消泡技术,采用降低液体的粘度、加入固体颗粒、雾化喷淋水雾、机械搅拌4层物化办法独特消泡。

创新程度:经查新,本技术为国内首次应用,填补了国内空白,技术水平居国内领先。

6、铝土矿末端组分复肥及土壤调理剂配方

经过多次实验室与农田示范试验,证明了常用的氮磷钾农业肥料与铝土矿末端组分复配后,能够发挥良好的增产作用,开发出铝土矿末端组分复肥及土壤调理剂配方,经过200亩示范田对比实验,确定最佳的含有硅及微量元素和总养分为12%土壤调理剂及总养分高浓度、中浓度、低浓度的复混肥工艺配方。

创新程度:经查新,本技术为国内首次应用,填补了国内空白,技术水平居国内领先。


二、效益分析

(1)经济效益

项目产年实现收入34580万元,总成本费用20205.04万元,年利润总额9125.61万元。计算期(12年)平均投资利润率为48.50%。

本项目财务税后内部收益率为29.88%,按折现率(Ic)为12%计算,项目税后财务净现值为13123.94万元,投资回收期为4.89年,盈亏平衡点为销售额12692.83万元(按变动成本率计算),经济效益好,抗风险能力强。

(2)社会效益

本项目社会效益显著,一,本项目以河南登封地区的低品位铝土矿石为原料生产复肥及土壤调理剂。项目填补了矿物选矿末端组分资源综合利用领域的国内空白,延伸铝土矿全组分综合利用行业链条,带动国内外铝土矿选矿行业、高端复肥及土壤调理剂行业、生态农业等上下游产业快速发展;二,通过矿物选矿末端组分基础设施的投资增长,形成矿物选矿末端组分综合利用产业和新型经营机制,直接安排就业岗位300人,人均增收30000元,缓解了我国目前的就业压力,积极带动区域就业,延长产业链。

三、推广前景

说明该项技术适用资源情况,预期带来的效益等。

河南省是低品位铝土矿废渣产生大省,据了解,我省共有铝土矿废渣约10亿吨,其中郑州地区有铝土矿废渣约1亿吨,不但占用大量土地资源,而且造成严重的环境污染。

项目针对目前省内低品位铝土矿资源现状,率先实现并掌握低品位铝土矿全组分的高值化综合利用技术,

1、本项目通过新产品的研发和产业化实现低品位铝土矿废渣全组分资源综合利用。(1)生产水铝石产品;(2)增效复肥新技术和土壤调理剂。

2、该项目属于原始创新技术。通过产业化示范不仅可以盘活登封乃至全省近10亿吨的低品位铝土矿矿石,从源头解决铝土矿浮选中的固废排放问题,缓解资源对外依赖度,并实现尾矿组分的全利用目标。

3、为我国大量的低品位铝土矿资源综合利用提供高技术支撑,具有重要的环境效益和经济效益。

 
 
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