含碳酸鹽鐵礦石浮選體系中礦物的交互影響研究.pdf

1、鐵礦石是鋼鐵生產(chǎn)最為重要的基礎(chǔ)原料，我國目前的鐵礦石產(chǎn)量難以滿足鋼鐵產(chǎn)業(yè)的需求，將部分未被利用的鐵礦資源儲量變成現(xiàn)實(shí)的鐵礦供應(yīng)能力，是當(dāng)前我國鐵礦資源開發(fā)利用面臨的重要課題。我國鐵礦資源具有貧細(xì)雜的特點(diǎn)，有用礦物嵌布粒度細(xì)，礦石組分雜，導(dǎo)致選礦工藝復(fù)雜，選別難度大。其原因之一是由于礦物之間存在交互影響，導(dǎo)致分選差異性減小，使礦物難以分離。
　　浮選體系中礦物的交互影響是指復(fù)雜礦石浮選體系中礦物的溶解、相互吸附罩蓋等引起其他礦物被活

2、化或抑制從而對浮選分離產(chǎn)生的影響。本文以赤鐵礦、菱鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦、白云石和石英為研究對象，從礦物的晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成出發(fā)，研究了六種礦物的表面特性、不同粒級礦物的可浮性以及調(diào)整劑對其可浮性的影響，在此基礎(chǔ)上，考查了不同粒級六種礦物分別對赤鐵礦、菱鐵礦以及石英浮選的影響，并基于浮選溶液化學(xué)、EDLVO等理論，采用SEM、UV、FTIR、ICP、XPS等檢測手段，探討了礦物產(chǎn)生交互影響的機(jī)理，以期找到削弱或促進(jìn)礦物交互影響和適于復(fù)雜鐵

3、礦石分離的方法。
　　通過對純礦物晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成、礦物表面易斷裂鍵的分析，推測四種鐵礦物和白云石的零電點(diǎn)相對較高，石英的零電點(diǎn)較低。實(shí)測赤鐵礦、菱鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦、白云石和石英的零電點(diǎn)分別為5.6、7.6、6.2、7.9、4.6、2.3。礦物表面元素相對濃度的XPS分析發(fā)現(xiàn)，同種礦物粒度越小，表面活性元素含量增加，更有利于藥劑的吸附。
　　在油酸鈉體系下，純礦物的可浮性及與礦物粒級關(guān)系的研究表明，赤鐵礦、菱鐵礦、磁鐵

4、礦、白云石的可浮性較好，褐鐵礦次之，石英沒有可浮性;礦物的可浮性與礦物粒級具有密切的關(guān)系;在堿性條件下，氯化鈣對赤鐵礦、菱鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦、白云石有一定的抑制作用，對石英有一定的活化作用;氯化鐵、氯化亞鐵、淀粉對-106+45μm粒級和-18μm粒級礦物的作用效果有所不同;在pH=11.2左右，油酸鈉、淀粉和氯化鈣的共同作用下，不同粒級不同礦物的可浮性也有所不同;在pH=11.5左右，淀粉、硅酸鈉以及少量檸檬酸對被氯化鈣活化后的石英

5、的浮選影響較小，羧甲基纖維素鈉對其有較強(qiáng)的抑制作用。
　　二元體系中礦物的交互影響研究表明，當(dāng)pH=9左右，添加油酸鈉浮選-106+45μm粒級赤鐵礦時(shí)，添加不同粒級不同礦物能夠在一定程度上降低赤鐵礦回收率，-45μm粒級磁鐵礦和白云石以及-18μm粒級褐鐵礦影響最大;當(dāng)添加油酸鈉、淀粉和氯化鈣浮選-106+45μm粒級赤鐵礦時(shí)，除石英外，其他礦物對精礦Fe品位有所影響，對精礦Fe回收率影響較小。石英對精礦Fe回收率影響較小，但-

6、45μm粒級石英對精礦Fe品位影響較大;當(dāng)pH=9左右，添加油酸鈉浮選-106+45μm粒級菱鐵礦時(shí)，-18μm粒級的赤鐵礦、菱鐵礦、褐鐵礦、白云石能夠大幅度提高菱鐵礦的回收率，細(xì)顆粒起一種類似“泡沫穩(wěn)定劑”的作用，可作為浮選菱鐵礦的礦物“活化劑”;當(dāng)pH=9左右，添加油酸鈉浮選-18μm粒級菱鐵礦時(shí)，除磁鐵礦外，其他粒級礦物均能夠在一定程度上提高菱鐵礦回收率;當(dāng)pH=11左右，添加油酸鈉、淀粉和氯化鈣浮選-106+45μm粒級石英時(shí)，

7、+18μm粒級菱鐵礦對石英浮選影響最大，其次為所有粒級白云石和-18μm粒級磁鐵礦，其他粒級礦物對石英浮選影響相對較小。不同粒級不同礦物能夠略降低-18μm粒級石英的回收率。
　　三元體系中礦物的交互影響研究表明，在pH=11.4左右，油酸鈉、淀粉和氯化鈣共存的條件下，不同粒級菱鐵礦和白云石以及-18μm粒級磁鐵礦對三元體系中赤鐵礦的反浮選有所影響，其中菱鐵礦影響尤為明顯。添加一定量硅酸鈉或少量檸檬酸以及適當(dāng)提高葉輪轉(zhuǎn)速有利于提高

8、浮選指標(biāo)。
　　礦物交互影響的作用機(jī)理研究表明，礦物交互影響的作用形式主要有間接作用形式（如藥劑消耗、礦物溶解、提高泡沫層穩(wěn)定性等）和直接作用形式（礦物粘附罩蓋）。在pH=9左右，添加油酸鈉浮選回收-106+45μm粒級赤鐵礦時(shí)，不同粒級菱鐵礦、-45μm粒級磁鐵礦以及-18μm褐鐵礦對赤鐵礦浮選的影響由消耗油酸鈉引起，其中菱鐵礦還與礦物溶解有關(guān)。不同粒級白云石對赤鐵礦浮選的影響由消耗油酸鈉和溶解的金屬離子引起;在pH=9左右，添

9、加油酸鈉浮選回收-18μm粒級菱鐵礦時(shí)，不同粒級赤鐵礦能夠略提高菱鐵礦回收率與疏水引力有關(guān);在pH=11.4左右，添加油酸鈉、淀粉和氯化鈣浮選回收石英時(shí)，菱鐵礦對石英浮選的影響與淀粉和菱鐵礦的溶解有關(guān)。-18μm粒級磁鐵礦對石英浮選的影響與礦物罩蓋有關(guān);添加少量檸檬酸能夠在一定程度上削弱礦物對石英浮選的影響與檸檬酸具有分散作用和降低OH-濃度并消耗部分碳酸根有關(guān)。
　　本文最后對東鞍山含碳酸鹽鐵礦石混合磁精礦進(jìn)行了浮選試驗(yàn)研究，將