铝土矿尾矿的微生物浸出和磁选强化

      我国拥有丰富的铝土矿资源，然而由于我国铝土矿资源铝硅比较低，通常会采用铝土矿选矿的方法提高铝硅比。而因为我国氧化铝的制备工艺较为复杂，且生产成本普遍较高。在经过选矿后，会产生大量的尾矿。尾矿的产率一般达到25%左右。若将这些尾矿放置不进行处理，将会对环境产生较大影响。并且，这些尾矿中具有一定的矿物成分，将会造成巨大的资源浪费。

      本研究通过微生物浸出铝土矿选矿尾矿，并经过焙烧浸后渣工艺大幅降低铝土矿选矿尾矿的浸出渣的含铁量。首先将铝土矿选矿尾矿的矿浆经过高梯度磁选实施预磁选，对磁尾矿和非磁铝精矿进行分离。在超生环境下，借助生物酸浸出剂浸出非磁铝精矿，在经过压滤后获得浸出渣和浸出液。将浸出渣进行清洗，并对浸出渣在1200℃～1500℃焙烧1h～3h，获取低铁耐火砖基料。其次将得到的浸出液和第三步清洗浸出渣后的洗液进行融合，然后将融合后的溶液放置在超声条件下进行光辐射，经过抽滤和洗涤后得到超细粉体草酸亚铁沉淀物，所得滤液和合并重新实施第二步。最后将第四步中获取的超细粉体草酸亚铁进行干燥后实施通氧焙烧，获得纳米氧化铁。

      预磁选-超声波强化

      利用预磁选-超声波强化微生物的浸出渣工艺，对于铝土矿选矿尾矿浸出渣的含铁量大幅降低。首先是采用预磁选工艺分离出铝土矿选矿尾矿中的磁尾矿和非磁铝精矿，并在超声条件下加入生物酸浸出非磁铝精矿可提升介质反应速率，原因在于超声波能够促使反应物生成化学效应，加速反应速率。物理层面而言，超声波辐射波对反应物的粉碎行为和微射流对反应物的剪切作用，大幅降低了矿物颗粒的粒径，扩大了浸出液和矿物的接触面积，提高了反应速率。化学层面而言，本实验在超声和酸性条件下，生物酸电离得出的H+和矿物表面的阳离子产生反应，有利于矿物中的Fe-O键的水解反应。同时，在此条件下还能够加速黑曲霉菌培养液与铝土矿尾矿的反应速率，提升浸出效率。原因在于黑曲霉菌代谢产生的生物酸含有草酸，其电离得出的草酸根与溶液中Fe+发生络合反应，间接性地提升反应速率。

      超声波介入和光强化矿物析出

      超声波辐射利用空化效应和化学效应，辅助生物酸浸出铝土矿选矿尾矿，提高反应速率。具体而言，超声波介入能够对浸出渣进行粉碎、颗粒剪切等分散细化处理，大幅降低矿物颗粒的粒径，提升浸出剂与矿物表面的反应面积，大大缩短浸出时间的同时节省了粉磨工序，有效降低了能耗。经过超声波介入处理得出的浸出液再经过强化辐射，能够使所得到的副产品-超细草酸亚铁快速沉淀，有效缩短沉淀析出时间。

      本研究为铝土矿选矿尾矿的处理和资源化利用提供了一种新的技术途径。通过微生物浸出和物理强化手段，有效降低了尾矿的含铁量，提高了资源的利用效率，同时减少了环境污染。这一技术的推广应用，将对我国铝土矿资源的可持续发展具有重要意义。