硼铁矿的浮选分离研究

摘要

位于辽宁省丹东市境内的翁泉沟硼铁矿床是我国最大的硼、铁共生的硼铁矿矿床，属我国极具特色的矿产资源。矿床中硼矿石总储量(B<,2>O<,3>)为2185万t，占全国总储量的45％，铁矿石储量2.8亿t。研究硼铁矿的选矿分离，具有重要的意义。 本文通过对磁铁矿、硼镁石和蛇纹石单矿物的结构分析和XPS测试，确定磁铁矿表面铁氧原子个数比为1.05：1，磁铁矿既能吸附油酸，又能吸附十二胺，并且与十二胺吸附更强；硼镁石表面原子个数比Mg：B：O=1：0.92：1.85，硼镁石对十二胺的吸附强于对油酸的吸、附；蛇纹石属层状结构硅酸盐矿物，表面原子个数比Mg：Si：O=1：1.66：4.36，对油酸和十二胺的吸附量很小。 论文重点研究了六偏磷酸钠对磁铁矿、硼镁石和蛇纹石单矿物可浮性影响，结果表明：在油酸体系中，六偏磷酸钠用量小于0.25×10<'-4> mol/L时可抑制磁铁矿，用量增大后对磁铁矿抑制作用减弱；在十二胺体系中，六偏磷酸钠用量小于0.8×10<'-4> mol/L时对磁铁矿抑制作用不大，用量增大后抑制作用明显。六偏磷酸钠在油酸体系中，对硼镁石具有抑制作用，在十二胺体系中，对硼镁石没有抑制作用。六偏磷酸钠在油酸浮选体系和十二胺体系中，对蛇纹石可浮性的影响都不明显。同时，本研究对淀粉和Ca<'2+>对硼镁石的抑制作用也进行了探讨。 人工混合矿的分离试验结果表明，采用六偏磷酸钠作抑制剂、十二胺作捕收剂可以有效地优先浮选硼镁石。在给矿B<,2>O<,3> 12.93％的条件下，获得了品位30.97％，回收率75.5％的硼镁石精矿，精矿中含铁仅3.79％。 实际硼铁矿矿石的工艺矿物学研究结果表明，含硼矿物中硼镁石的占有率为74.76％，含铁矿物中磁铁矿的占有率为92.36％。矿石的矿物组成主要有硼镁石、硼镁铁矿和磁铁矿；脉石矿物主要为蛇纹石。硼镁石的粒度很细，多以<0.001 mm的集合体与磁铁矿和蛇纹石以岛弧状、树枝状、细脉状紧密嵌布在一起。磁铁矿的粒度粗细不均，少量原生的磁铁矿粒度较粗，由硼镁铁矿蚀变生成的细粒、微细粒磁铁矿与硼镁石之间的嵌布关系复杂。浸染粒度细和嵌布关系复杂是硼铁矿难磨难选的主要原因。针对翁泉沟硼铁矿的工艺矿物学特性，本研究创造性地提出了一种分选硼铁矿的新工艺，即对硼铁矿通过细磨后，首先采用六偏磷酸钠抑制磁铁矿，十二胺作为捕收剂分段浮选硼镁石，浮选尾矿利用磁选回收磁铁矿。利用此工艺分选翁泉沟硼铁矿石，在磨矿细度为-43 μm95％、给矿铁品位38.10％、B<,2>O<,3>含量7.56％的条件下，获得到了B<,2>O<,3>品位13.62％，回收率71.8％的硼精矿和TFe品位58.52％，回收率为83.6％的铁精矿。 本研究对翁泉沟硼铁矿矿床中硼铁矿的高效开发与利用具有重要的指导意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1硼铁矿资源和硼铁矿矿石特性

1.2硼、铁、蛇纹石工业综述

1.2.1硼工业综述

1.2.2铁矿资源的开发与利用综述

1.2.3蛇纹石开发利用现状

1.3硼铁矿现有选别工艺综述

1.3.1铁、硼、镁分选试验

1.3.2硼铁矿产品

1.4研究的主要内容及意义

第二章试验矿样及研究方法

2.1试验矿样的制备及特性

2.1.1硼镁石

2.1.2磁铁矿

2.1.3蛇纹石

2.2浮选试验方法

2.3试验所用试剂

2.4试验的分析方法和仪器

2.4.1 X光电子能谱(XPS)分析

2.4.2扫描电镜(SEM)和能谱(EDX)分析

2.4.3 X-射线衍射分析

2.4.4电位分析

第三章单矿物表面特性测试与分析

3.1单矿物X射线光电子能谱(XPS)测试

3.2 XPS测试结果及分析

3.2.1磁铁矿晶体结构分析及XPS测试结果

3.2.2硼镁石XPS测试结果及分析

3.2.3蛇纹石XPS测试结果及分析

3.3小结

第四章单矿物的可浮性研究

4.1单矿物表面电性及可浮性

4.1.1磁铁矿表面电性及可浮性

4.1.2硼镁石表面电性及可浮性

4.1.3蛇纹石表面电性及可浮性

4.2六偏磷酸钠对单矿物浮选行为的影响

4.2.1六偏磷酸钠对磁铁矿浮选行为的影响

4.2.2六偏磷酸钠对硼镁石浮选行为的影响

4.2.3六偏磷酸钠对蛇纹石浮选行为的影响

4.3淀粉对单矿物浮选行为的影响

4.4水玻璃对硼镁石ξ电位的影响

4.5钙离子对硼镁石可浮性的影响

4.6本章小结

第五章人工混合矿分离试验研究

5.1硼镁石-磁铁矿分离

5.1.1十二胺浮选体系中分离硼镁石和磁铁矿

5.1.2油酸浮选分离硼镁石和磁铁矿

5.2硼镁石-蛇纹石分离

5.2.1十二胺浮选分离硼镁石和蛇纹石

5.2.2油酸浮选分离硼镁石和蛇纹石

5.3硼镁石-磁铁矿-蛇纹石分离

5.3.1十二胺体系下硼镁石-磁铁矿-蛇纹石分离

5.3.2油酸体系下硼镁石-磁铁矿-蛇纹石分离

5.3.3六偏磷酸钠作用后硼镁石-磁铁矿-蛇纹石分离

5.5小结

第六章硼铁矿实际矿石分选试验研究

6.1矿样的工艺矿物学研究

6.1.1矿样的化学性质

6.1.2矿样主要矿物组成

6.1.3主要矿物的嵌布特性

6.2选矿试验

6.2.1矿样破碎

6.2.2磨矿

6.2.3条件试验及结果分析

6.3小结

第七章结论

参考文献

致谢

工作期间发表的文章

作者简介