赤铁矿与绿泥石、角闪石、石英在阳离子捕收剂体系中的浮选行为研究

摘要

鞍山式铁矿约占我国铁矿石储量的50％以上，是我国主要的铁矿资源，脉石矿物主要为石英，其次为绿泥石、角闪石、云母和长石等。众所周知，浮选法是提高铁精矿品位的最有效手段之一，但是以前对该类型铁矿的反浮选研究主要针对铁矿物和石英的分离进行，而对铁矿物与绿泥石、角闪石等含铁硅酸盐矿物的浮选分离研究还不多。
　　 论文主要针对我国鞍山式铁矿中的赤铁矿与常见的脉石矿物绿泥石、角闪石和石英展开研究，系统考察了赤铁矿和这三种脉石矿物的单矿物在三种阳离子捕收剂（单醚胺、醚二胺和十二胺）体系中的浮选行为，并进行了人工混合矿和实际矿石的反浮选分离试验;通过对矿物表面动电位的测量、药剂吸附量的测定和吸附产物的红外光谱分析等手段对捕收剂的作用机理进行了探讨，从而为同类矿石的反浮选分离提供技术支持和理论依据。
　　 单矿物和人工混合矿试验表明:pH值和捕收剂用量对四种单矿物的可浮性影响很大;单醚胺或醚二胺作捕收剂且pH=10.5时、十二胺作捕收剂且pH在酸性至弱酸性时，均表现出对硅酸盐矿物良好的选择性捕收能力，此时赤铁矿与石英、角闪石、绿泥石的可浮性差异最大，且醚胺的性能优于十二胺;苛化淀粉对赤铁矿体现出良好的选择性抑制作用，对三种脉石矿物可浮性影响较小。
　　 捕收剂作用机理研究表明:三种阳离子捕收剂在矿物表面作用后，没有新的物质生成，所以对四种矿物主要是静电吸附和氢键作用，且矿物表面负电性越强，吸附能力越强。
　　 实际矿石反浮选试验结果与单矿物试验吻合较好:在给矿品位TFe47.20％、-20μm细粒级占51.30％的情况下，通过调节矿浆的pH值并以淀粉作抑制剂，单一阳离子反浮选都能实现品位65％以上的合格铁精矿。其中醚二胺在pH=10.5时以淀粉做抑制剂，仅经一次开路粗选，就能达到精矿铁品位65.43％、作业回收率65.30％的良好指标;单醚胺在同样条件下能获得精矿品位65.58％、回收率58.36％的较好指标。综合对比单醚胺、醚二胺和十二胺浮选指标发现，十二胺虽然捕收能力强，药剂用量少，精矿铁品位高(TFe66.20％)，但由于选择性能的局限性造成回收率难以达到理想（仅有51.44％），而单醚胺和醚二胺的回收率则明显高于十二胺，也说明了醚胺类捕收剂对细粒级铁矿浮选的适应性要优于烷基胺。
　　 本论文的创新点在于:
　　 (1)系统地研究了鞍山式铁矿中赤铁矿与常见的脉石矿物绿泥石、角闪石及石英在阳离子捕收剂体系中的浮选行为并揭示了其作用机理。
　　 (2)利用醚胺捕收剂体系中，赤铁矿与其他三种脉石矿物在pH=10.5时可浮性差异最大这一特点实现了较好分离。
　　 (3)系统考察了三种阳离子捕收剂单醚胺、醚二胺和十二胺对含细粒级矿泥较多的赤铁矿反浮选脱硅中的浮选性能，得出在适宜条件下醚胺类捕收剂对鞍山式铁矿浮选的适应性要优于十二胺的结论。

目录

声明

摘要

第1章 文献综述

1．1 我国铁矿资源现状

1．2 铁矿浮选研究现状

1．3 铁矿反浮选药剂及选择性絮凝脱泥技术研究进展

1．3．1 阳离子捕收剂研究进展

1．3．2 阴离子捕收剂研究进展

1．3．3 调整剂研究进展

1．3．4 选择性絮凝脱泥技术研究进展

1．4 铁矿捕收剂作用机理研究现状

1．4．1 阳离子捕收剂作用机理研究现状

1．4．2 阴离子捕收剂作用机理研究现状

1．5 绿泥石、角闪石、石英与赤铁矿的表面特性和浮选分离研究

1．5．1 绿泥石、角闪石、石英和赤铁矿的晶体结构及表面特性研究

1．5．2 绿泥石、角闪石、石英和赤铁矿的浮选分离研究现状

1．6 本论文研究的目的、意义和内容

1．6．1 本课题研究的目的和意义

1．6．2 本课题研究的主要内容

第2章 矿样、试剂、仪器及研究方法

2．1 试验矿样

2．1．1 单矿物试样制备

2．1．2 实际矿石样品

2．2 试验药剂及仪器设备

2．2．1 试验所用的主要药剂

2．2．2 试验所用的主要仪器和设备

2．3 试验研究方法

2．3．1 浮选试验

2．3．2 动电位测定

2．3．3 捕收剂吸附量测定

2．3．4 红外光谱测试

第3章 单矿物的浮选行为研究

3．1 单醚胺体系中绿泥石、角闪石、石英与赤铁矿的浮选行为研究

3．1．1 单醚胺用量对四种单矿物的可浮性试验

3．1．2 pH对四种单矿物可浮性影响

3．1．3 pH=10．5时人工混合矿的反浮选分离研究

3．1．4 pH=7时人工混合矿的反浮选分离研究

3．2 醚二胺体系中绿泥石、角闪石、石英与赤铁矿的浮选行为研究

3．2．1 醚二胺用量对四种单矿物的可浮性影响试验

3．2．2 pH对四种单矿物可浮性影响

3．2．3 人工混合矿的反浮选分离研究

3．3 十二胺体系中绿泥石、角闪石、石英与赤铁矿的浮选行为研究

3．3．1 十二胺用量对四种单矿物的可浮性试验

3．3．2 pH对四种单矿物可浮性的影响

3．3．3 人工混合矿的反浮选分离试验

3．4 本章小结

第4章 捕收剂作用机理研究

4．1 阳离子捕收剂对矿物表面动电位的影响

4．2 阳离子捕收剂在矿物表面的吸附量测定

4．2．1 pH对阳离子捕收剂在四种矿物表面吸附的影响

4．2．2 三种阳离子捕收剂在矿物表面的吸附等温线

4．3 红外光谱测试技术探讨捕收剂与矿物的作用机理

4．4 本章小结

第5章 实际矿石的反浮选试验

5．1 实际矿石阳离子反浮选试验

5．1．1 单醚胺做捕收剂时实际矿石反浮选试验

5．1．2 醚二胺做捕收剂时实际矿石反浮选试验

5．1．3 十二胺做捕收剂时实际矿石反浮选试验

5．2 实际矿石开路试验

5．3 本章小结

第6章 结论

参考文献

攻读学位期间主要研究成果

致谢