红格橄辉岩型钛铁矿浮选分离理论与工艺研究

摘要

针对橄辉岩型钒钛磁铁矿中脉石矿物蚀变强烈、种类复杂、富含可与捕收剂作用的活性位点；钛铁矿浮选研究薄弱、难以选别的问题，本文对钛铁矿、高绿泥石与混合脉石矿物的可浮性及表面性质差异、矿物与不同浮选药剂的作用机理以及橄辉岩型钒钛磁铁矿实际矿石选矿工艺进行了系统研究，主要的研究结论如下：　　（1）钛铁矿表面含有大量的铁位点，而混合脉石和高绿泥石表面铁、镁的含量较高。在去离子水中，钛铁矿和高绿泥石的零电点分别为5.9和4.8，混合脉石的zeta电位始终为负。　　（2）油酸钠对钛铁矿的选择性较强，改善钛铁矿浮选效果的关键在于对表面富含铁位点的镁质硅酸盐脉石的抑制。在酸性条件下，油酸钠主要与矿物表面的铁位点反应；在碱性条件下，油酸钠主要与矿物表面的镁和铁位点作用，并吸附在矿物表面。　　（3）钛辉石和高绿泥石是影响橄辉岩型钛铁矿浮选的主要脉石矿物。在油酸钠浮选体系中，使用CMC作为抑制剂，对橄辉岩型钛铁矿浮选分离较为有利。CMC在酸性环境中对钛铁矿的抑制能力较弱，对混合脉石和高绿泥石的抑制能力强。　　（4）人工混合矿浮选试验结果表明，采用NS（NaOL∶SLS=4∶1）作为捕收剂，羧甲基纤维素钠作为抑制剂，在弱酸性条件下进行浮选，获得浮选精矿指标：TiO2品位为29.60%、回收率为61.58%，其浮选指标明显优于其他试验条件。　　（5）对TiO2含量为8.42%，TFe含量为22.54%的橄辉岩型钒钛磁铁矿实际矿石进行了工艺矿物学分析及选矿试验。原矿中钛铁矿、磁铁矿嵌布粒度较细，影响钛铁矿浮选的主要脉石矿物为钛辉石与高绿泥石。原矿经干式抛尾-两段阶磨阶选-磁选柱精选流程，得到的铁精矿TFe品位55.62%、回收率为50.12%，铁精矿中除磁铁矿外，还夹杂少量钛铁矿和绿泥石。选铁尾矿经强磁抛尾富集钛铁矿后，TiO2品位为18.89%，后通过“一粗两扫四精”闭路试验，以MS为捕收剂、CMC为抑制剂，可获得TiO2品位为46.10%、回收率为56.35%的钛精矿。产品质量检查表明，浮选过程中有少量钛辉石、绿泥石进入泡沫产品。　　（6）红格矿区橄辉岩型脉石矿物中分离的混合脉石矿物代表性较强，以该混合脉石和钛铁矿单矿物作为研究对象进行的理论研究对橄辉岩型钛铁矿实际矿石选矿生产有参考、借鉴作用。在橄辉岩型钛铁矿实际矿石选矿试验过程中，仍存在泥化现象，且浮选产品中仍夹杂有少量脉石矿物。如何减轻矿石泥化，同时加强表面富含铁位点的镁质硅酸盐脉石矿物的抑制是今后橄辉岩型钛铁矿浮选的研究方向。

目录

声明

1 绪论

1.1 引言

1.2.1 钛的性质和用途

1.2.2 世界钛资源概述

1.2.3 中国钛资源概述

1.2.4 攀西钛资源概况

1.2.5 橄辉岩型钒钛磁铁矿资源特征

1.3.1 钛铁矿选矿工艺

1.3.2 钛铁矿浮选药剂

1.3.3 钛铁矿浮选新技术

1.4 本论文的研究意义、目标及内容

2 试验样品、仪器与研究方法

2.1 试验样品

（1）钛铁矿

（2）混合脉石

（3）高绿泥含量的混合脉石石

2.2 试验仪器与药品

2.3 研究方法

2.3.1 研究思路

2.3.2 浮选

2.3.3 分析测试

3 矿物表面性质及可浮性

3.1.1 矿物晶体结构

3.1.2 矿物表面组分

3.1.3 矿物表面电性

3.2 矿物的可浮性

3.2.1 油酸钠体系下矿物的可浮性

3.2.2 抑制剂与矿物可浮性

3.2.3 组合捕收剂与矿物可浮性

3.2.4 难免金属离子与矿物可浮性

3.2.5 人工混合矿浮选

3.3 NaOL与矿物的作用机理

3.3.1 NaOL体系的浮选溶液化学计算

3.3.2 矿物表面电性

3.3.3 NaOL吸附量

3.3.4 FT-IR分析

3.3.5 XPS分析

3.4 矿物与NaOL作用机理探讨

3.5 本章小结

4 橄辉岩型钒钛磁铁矿选矿试验

4.1 矿石性质

4.1.1 X射线荧光光谱分析

4.1.2 多元素分析

4.1.3 X射线衍射分析

4.1.4 原矿筛析

4.1.5 原矿结构组成

4.2 弱磁选铁试验

4.3 选钛给矿矿石性质

4.3.1 X射线荧光光谱分析

4.3.2 X射线衍射分析

4.3.3 选钛给矿筛析试验

4.3.4 选钛给矿解离度分析

4.4 浮选矿样制备

4.4.1 一段强磁选试验

4.4.2 二段强磁选试验

4.5 浮选试验

4.5.1 捕收剂种类及用量试验

4.5.2 硫酸用量试验

4.5.3 抑制剂用量试验

4.5.4 浮选开路试验

4.5.5 浮选闭路试验

4.6 产品质量检查

4.7 本章小结

5 结论及展望

致谢

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果