东鞍山含菱铁矿中矿浮选利用研究

论文摘要

东鞍山烧结厂为我国处理红铁矿的典型选矿厂之一。随着其矿石开采深度的加深,矿样中碳酸铁（主要是菱铁矿）含量持续升高,恶化了赤铁矿的正常浮选,给东鞍山烧结厂的生产带来了严重影响,致使东鞍山每年要堆存该类矿石约100万t。东北大学针对该类矿石性质,提出了能对其有效回收的“分步浮选”流程,即第一步在中性条件下正浮选将碳酸铁分离脱除,第二步进行赤铁矿的反浮选,获得了良好的实验室及选矿厂工业试验指标,为该类矿石的应用提供了依据。“分步浮选”第一步获得的含菱铁矿中矿铁品位在40%左右,仍有很高的回收价值。对其进行烧结配料试验研究表明,该中矿直接作为烧结配料会严重影响烧结矿质量。本课题采用浮选法对该中矿进行“提铁降硅”试验研究,改善其质量,以满足其作为烧结配料的要求。由于给入“分步浮选”流程的混磁精矿性质不稳定,致使含菱铁矿中矿铁品位也有较大差别。本课题以不同时段稳定生产获得的两种铁品位差别较大的含菱铁矿中矿为研究对象。工艺矿物学特性研究表明,两种中矿的铁品位分别为42.96%和37.20%；二者性质相近,主要铁矿物均为赤铁矿、磁铁矿和菱铁矿,主要脉石矿物是石英和少量绿泥石、白云石等；且均属于低P、S矿样,粒度非常细。通过探索,本课题引进了具有显著分散效果的分散剂YJ,可以使矿样中粗细颗粒很好的处于均匀、稳定的分散状态,有利于矿样的分选。针对品位为42.96%的含菱铁矿中矿进行了阴离子反浮选条件试验研究,获得了适宜的粗选条件。并进行了开路、闭路试验研究,获得了品位为56.20%、回收率为57.10%的闭路精矿产品,其SiO2含量为8.14%。在品位为42.96%中矿的适宜浮选条件基础上,对品位为37.20%中矿进行了一粗-一精开路条件试验研究,并进行了实验室小型闭路试验,获得的精矿产品品位为56.89%,回收率为43.50%,SiO2含量在9%以下。对两种含菱铁矿中矿的浮选试验研究结果表明,一粗-一精流程处理该含菱铁矿中矿效果显著,是浮选该中矿的合理流程。而且品位为37.20%中矿的浮选条件是在品位为42.96%中矿的基础上优化而得的,可以作为处理“分步浮选”中含菱铁矿中矿工业试验参考条件。最后,采用X-射线衍射分析和扫描电镜分析等对铁品位为42.96%的含菱铁矿中矿浮选利用机理进行了探讨,并对浮选过程进行了浮选动力学研究,建立了一个很吻合该中矿浮选过程的二重回收率模型,从而为含菱铁矿中矿的综合利用提供了理论依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 中国铁矿资源储量、分布及类型
• 1.2 两种典型难选铁矿选矿研究现状
• 1.2.1 菱铁矿
• 1.2.2 微细粒浮选
• 1.3 论文选题背景、意义及研究内容
• 1.3.1 选题背景
• 1.3.2 课题意义
• 1.3.3 课题研究内容
• 第2章 试验矿样、药剂、设备及研究方法
• 2.1 试验矿样
• 2.1.1 试验矿样的制备
• 2.1.2 试验矿样的性质
• 2.2 试验药剂
• 2.3 试验设备
• 2.4 试验研究方法
• 2.4.1 浮选试验
• 2.4.2 X射线衍射（XRD）分析
• 2.4.3 扫描电镜（SEM）和能谱（EDS）分析
• 2.4.4 激光粒度分布分析仪
• 第3章 纯矿物浮游特性研究
• 3.1 油酸钠的溶液化学
• 3.2 含菱铁矿中矿中所含主要矿物的天然可浮性研究
• 3.3 CaO对矿物可浮性的影响及分析
• 3.4 有机调整剂淀粉对矿物可浮性的影响
• 3.5 油酸钠浮选体系中淀粉和CaO组合对矿物可浮性的影响
• 3.6 小结
• 第4章 含菱铁矿中矿浮选试验研究
• 4.1 铁品位为42.96%的含菱铁矿中矿的浮选试验研究
• 4.1.1 正、反浮选探索试验对比
• 4.1.2 含菱铁矿中矿阴离子反浮选中粗选各条件试验
• 4.1.3 浮选流程的确定
• 4.1.4 实验室小型闭路试验
• 4.2 铁品位为37.20%的含菱铁矿中矿的浮选试验研究
• 4.2.1 开路流程中粗选条件试验
• 4.2.2 实验室小型闭路试验
• 4.3 含菱铁矿中矿再选工业试验
• 4.3.1 含菱铁矿中矿再选工业试验结果
• 4.3.2 含菱铁矿中矿再选的经济效益分析
• 第5章 机理研究
• 5.1 阴离子反浮选所获得的浮选精矿、尾矿分析
• 5.1.1 含菱铁矿中矿SEM分析
• 5.1.2 浮选精矿特性分析
• 5.1.3 浮选尾矿特性分析
• 5.1.4 小结
• 5.2 药剂作用机理
• 5.2.1 分散剂YJ作用分析
• 5.2.2 CaO对石英浮选作用机理
• 5.2.3 高分子抑制剂淀粉作用机理
• 5.2.4 KS-Ⅱ的捕收机理
• 5.3 粒度对含菱铁矿中矿浮选的影响分析
• 5.4 气泡尺寸对微细粒含菱铁矿中矿浮选的作用机理
• 5.4.1 减小气泡尺寸对碰撞概率的影响
• 5.4.2 气泡尺寸对浮选速率的影响
• 5.5 浮选动力学研究
• 5.5.1 建模宗旨
• 5.5.2 建模思路
• 5.5.3 试验数据处理
• 5.5.4 模型的建立
• 5.5.5 模型的比较
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文及所获奖励