鋁土礦是氧化鋁生產(chǎn)用到的最基本的原材料，沒(méi)有鋁土礦或者說(shuō)沒(méi)有合格的鋁土礦就無(wú)從談及氧化鋁的生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)鋁土礦主要為一水硬鋁石型鋁土礦，具有高鋁、高硅、低鐵的特點(diǎn)，鋁硅比偏低，礦物組成復(fù)雜，嵌布粒度細(xì)，嵌布關(guān)系復(fù)雜，鋁礦物和硅酸鹽礦的可磨性差異較大。初步統(tǒng)計(jì)，我國(guó)70%以上的鋁土礦礦石鋁硅比在7以下，這樣的生產(chǎn)原料很難滿足拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的要求。必須進(jìn)行預(yù)脫硅處理，提高其鋁硅比。預(yù)脫硅處理鋁土礦一般方法有物理脫硅、化學(xué)脫硅和生物脫硅。
       物理脫硅
       物理脫硅一般采用的是浮選脫硅，也是迄今為止研究較多的方法，依據(jù)礦物表面性質(zhì)的不同，實(shí)現(xiàn)礦物的分離，也是較為有效和經(jīng)濟(jì)的方法，浮選可分為正浮選和反復(fù)選。從根本上說(shuō)，礦物的元素組成及晶體結(jié)構(gòu)的差異造成了礦物表面性質(zhì)不同，從而影響礦物顆粒在水介質(zhì)的親水性、分散和團(tuán)聚行為，進(jìn)而影響礦物的浮選行為。我國(guó)鋁土礦中主要含硅脈石礦物的晶體結(jié)構(gòu)、礦物表面斷裂鍵的特性不完全相同，對(duì)礦物表面的潤(rùn)濕性、電性及可浮性也有較大的影響。通過(guò)對(duì)一水硬鋁石和高嶺石顆粒的溶解、分散和團(tuán)聚行為進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，得出調(diào)節(jié)礦物表面的性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)高效分散是實(shí)現(xiàn)鋁硅分離的重要手段。通過(guò)采用礦物晶體化學(xué)理論分析礦物晶體結(jié)構(gòu)特征與可浮性之間的關(guān)系，以及產(chǎn)生一水硬鋁石和高嶺石可浮性差異的主要原因。
       利用一水硬鋁石、高嶺石、伊利石、葉蠟石等礦物之間晶體結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)的差異，并通過(guò)浮選藥劑改變浮選化學(xué)環(huán)境來(lái)進(jìn)一步擴(kuò)大各礦物之間表面潤(rùn)濕性與可浮性的差別，可實(shí)現(xiàn)這些礦物之間的選擇性浮選分離。當(dāng)前來(lái)看，鋁土礦浮選脫硅是解決我國(guó)低品位鋁土礦經(jīng)濟(jì)利用的有效途徑，隨著正浮選脫硅工藝示范線的建成并投產(chǎn)，鋁土礦浮選也得到越來(lái)越多的同行專家的認(rèn)可。由于我國(guó)鋁土礦主要為一水硬鋁石型鋁土礦，各地鋁土礦雜質(zhì)礦物性質(zhì)和含量差異較大，因此有針對(duì)性地研究鋁土礦正反浮選工藝和藥劑是選礦和冶金工作者們需要不斷開(kāi)展的課題。
       化學(xué)選礦脫硅
       化學(xué)選礦脫硅的特點(diǎn)是，在化學(xué)反應(yīng)的作用下使含硅礦物發(fā)生分解。主要工藝包括預(yù)焙燒、溶浸脫硅、固液分離等工序。研究結(jié)果表明：鋁土礦化學(xué)選礦的本質(zhì)是礦石在一定溫度下分解其中的含硅礦物（主要是高嶺石）成Al2O3和SiO2，然后用苛性鈉溶液浸出，使礦物中的SiO2溶出而達(dá)到脫硅的目的。前蘇聯(lián)將原礦在1000°C條件下焙燒60min，然后用10%的苛性鈉溶液浸取2h，可使其中77%的SiO2脫除，最終鋁的回收率可達(dá)88%~98%，A/S比由2.4提高到8.9~9.8。我國(guó)山東鋁業(yè)公司對(duì)含F(xiàn)e2O3∶4%，A/S∶4.0~5.0的山西鋁土礦，經(jīng)900~1100°C焙燒，以含Na2O3的NaOH溶液，在3kg/cm2壓力下浸出15min可使A/S提高到12~13。但化學(xué)選礦脫硅能耗高，焙燒制度嚴(yán)格，技術(shù)還不夠完善且成本很高。而且，化學(xué)選礦脫硅脫除的是非晶態(tài)的SiO2，而礦石中原來(lái)存在的α-SiO2是不會(huì)被脫除掉的。
       生物選礦脫硅
       生物選礦脫硅是用微生物分解硅酸鹽和鋁硅酸鹽礦物，可以將鋁硅酸鹽礦物分子破壞成為氧化鋁和二氧化硅，并使二氧化硅轉(zhuǎn)化為可溶物，而氧化鋁不溶得以分離。生物選礦脫硅上具有良好前景的鋁土礦脫硅方法。用此法可以得到較高的工藝指標(biāo)，并基本上消除對(duì)環(huán)境的污染。前蘇聯(lián)哈薩克斯坦進(jìn)行過(guò)高嶺石與三水鋁石生物浸礦分離試驗(yàn)，采用桿菌膠質(zhì)類細(xì)菌對(duì)細(xì)泥和磁性產(chǎn)品浸出，浸出溫度28°C~30°C，液固比為5，浸出時(shí)間為9d，得到了約62%的脫硅率和99%的Al2O3回收率。用于鋁土礦脫硅用的微生物主要為硅酸鹽細(xì)菌，其中包括環(huán)狀芽孢桿菌（Baeillus Circulans）和膠質(zhì)芽孢桿菌（Bacillusmucilaginosus）。有人曾分離得到了3株不同來(lái)源的膠質(zhì)芽孢類桿菌，經(jīng)馴化培養(yǎng)后對(duì)幾種鋁土礦樣進(jìn)行了脫硅研究，結(jié)果表明：三株不同來(lái)源的硅酸鹽細(xì)菌能較好地浸出鋁硅酸鹽礦物中的硅，浸出率在25.7%~65.7%；不同類型硅酸鹽礦物由于其晶格結(jié)構(gòu)不同，細(xì)菌浸出其中硅的程度不同，細(xì)菌對(duì)石英、長(zhǎng)石等架裝結(jié)構(gòu)的硅酸鹽礦物的浸出效果不如對(duì)綠泥石、高嶺石等層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽礦物的浸出效果明顯。采用連續(xù)浸出工藝，細(xì)菌浸出硅的效果要明顯強(qiáng)于單獨(dú)搖瓶浸出效果。同時(shí)，連續(xù)浸出工藝可以大大縮短礦樣的下降浸出時(shí)間（縮短2d~5d）鋁土礦原礦的A/S從3.73提高到11.73，但鋁土礦中主要脈石礦物為高嶺石或綠泥石時(shí)，其鋁硅比可從3.73提高到18左右，脫硅率最高可達(dá)到82%。
       結(jié)論
       以上匯總描述了在氧化鋁生產(chǎn)的時(shí)候?qū)︿X土礦的脫硅一般采用的方法，有些辦法適合快速處理鋁土礦，有些辦法適合緩慢地處理，各有利弊，這就要求我們要根據(jù)實(shí)際的情況和擁有的鋁土礦資源特點(diǎn)合理采納應(yīng)用適合的脫硅方法。（作者單位 冉海 中國(guó)鋁業(yè)遵義氧化鋁有限公司）