低品位硼镁石的浮选分离研究

论文摘要

我国是世界上硼资源较丰富的国家之一,硼矿资源储量位居世界第四位。我国硼矿资源绝大多数集中在东北和西南地区的辽、吉、青、藏四省区。目前我国辽宁、青海省的硼矿资源经过几十年的开采,加之采矿过程中采富弃贫现象普遍,因此资源贫化十分严重。品位大于12%、可直接用于硼化工原料的硼镁石资源保有储量已经不足200万吨,但我国品位在6%-12%的低品位硼镁石储量很大。截至2009年末,丹东地区统计的品位大于12%的硼镁石保有储量为116.25万吨,历史遗留下的被抛弃的低品位硼矿矿石量估算为1亿吨,这为低品位硼镁石的选矿研究提供了现实的资源基础。本课题的研究目的就是找到一种将硼镁石与蛇纹石等脉石矿物有效分离的方法,扩大我国硼矿石可利用资源的储量,挖掘我国现有硼矿资源的潜力,缓解我国硼矿石的紧缺局面,保障我国硼工业可持续发展。首先对硼镁石原矿进行了光谱分析、多元素分析和XRD分析,研究结果表明该矿石为低品位硼镁石,主要脉石矿物是蛇纹石,其次是白云石、钙长石和水镁石等。然后进行纯矿物的浮选试验,试验结果表明：油酸钠比十二胺更适合作为该矿石的正浮选捕收剂。木质素磺酸钙是一种比较好的分选硼镁石、蛇纹石和白云石的抑制剂。人工混合矿浮选分离试验结果表明：木质素磺酸钙的选择性抑制效果最好,用量为60mg/L时,精矿品位为16.05%,回收率为75.59%。在纯矿物的浮选试验结果的基础上,进行了实际矿石的浮选工艺研究,主要考察了磨矿细度、矿浆pH值、抑制剂的种类和用量、复配抑制剂、捕收剂用量、浮选矿浆温度、浮选时间等因素对浮选的影响。最终确定了一段粗选适宜的工艺条件：磨矿细度为-0.074mm占90%,矿浆温度为31℃,浮选矿浆浓度22.4%,矿浆pH值为11.15,油酸钠用量500g/t,FLM3用量1.25kg/t,浮选时间为3min。在此条件下,通过正浮选得到的精矿产品的B203品位为8.79%,回收率为84.58%。在适宜工艺及药剂用量的条件下进行开路和闭路试验。开路试验结果表明：经过一次粗选、两次精选和一次扫选,正浮选最终精矿的B203品位可达13.01%、精矿回收率为53.45%。闭路路试验结果表明：在原矿品位6.65%的情况下,最终闭路产品中硼镁石精矿产率为38.56%,精矿中B203品位为12.85%,精矿回收率为74.39%；尾矿产率为61.44%,尾矿中B203品位为3.44%,试验指标较好,达到预期目标。最后,利用红外光谱、ZETA电位、SEM等表征手段,通过对浮选矿物的表面吸附、电动力学及溶液化学的分析,对浮选药剂与矿物之间的作用机理及浮选过程进行了初步探讨。本研究实现了低品位硼镁石的浮选分离,对低品位硼镁石资源的回收利用具有一定的指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 本课题研究的背景
• 1.2 国内外硼矿资源特点和开发利用概况
• 1.2.1 国内外硼矿资源的分布及特点
• 1.2.2 国内外硼矿资源开发利用状况
• 1.3 硼及其化合物的利用概况
• 1.4 国内外低品位硼镁石的研究现状
• 1.4.1 国内低品位硼镁石的研究现状
• 1.4.2 国外低品位硼镁石的研究现状
• 1.5 本课题研究的目的、主要内容及意义
• 1.5.1 本课题研究的目的
• 1.5.2 本课题研究的主要内容
• 1.5.3 本课题研究的意义
• 第2章 矿样、药剂、仪器和试验方法
• 2.1 试验矿样的制备及特性
• 2.1.1 硼镁石
• 2.1.2 蛇纹石
• 2.1.3 白云石
• 2.2 试验主要设备及药剂
• 2.2.1 试验主要设备
• 2.2.2 试验主要药剂
• 2.3 试验的主要内容
• 2.3.0 单矿物浮选试验
• 2.3.1 人工混合矿浮选试验
• 2.3.2 实际矿石浮选试验
• 2.4 试验的分析方法
• 2.4.1 X-射线衍射分析
• 2.4.2 动电位（ζ电位）测定
• 2.4.3 红外光谱测定
• 2.4.4 扫描电子显微镜（SEM）
• 第3章 纯矿物的可浮性研究
• 3.1 单矿物的可浮性试验
• 3.1.1 硼镁石的可浮性试验
• 3.1.2 蛇纹石的可浮性试验
• 3.1.3 白云石的可浮性试验
• 3.2 不同抑制剂对单矿物浮选行为的影响
• 3.2.1 水玻璃对硼镁石、蛇纹石和白云石浮选行为的影响
• 3.2.2 六偏磷酸钠对硼镁石、蛇纹石和白云石浮选行为的影响
• 3.2.3 氟硅酸钠对硼镁石、蛇纹石和白云石浮选行为的影响
• 3.2.4 木质素磺酸钙对硼镁石、蛇纹石和白云石浮选行为的影响
• 3.3 人工混合矿浮选分离试验研究
• 3.3.1 水玻璃对浮选分离人工混合矿的影响
• 3.3.2 六偏磷酸钠对浮选分离人工混合矿的影响
• 3.3.3 木质素磺酸钙对浮选分离人工混合矿的影响
• 3.4 本章小结
• 第4章 实际矿石分选试验研究
• 4.1 矿样的工艺矿物学研究
• 4.1.1 矿样的化学性质
• 4.1.2 矿样的主要矿物组成
• 4.1.3 矿石中主要矿物理论含量推算
• 4.2 浮选试验
• 4.2.1 矿样破碎
• 4.2.2 磨矿细度试验
• 4.2.3 矿浆pH值条件试验
• 4.2.4 不同抑制剂的用量试验
• 4.2.5 复配抑制剂试验
• 4.2.6 捕收剂用量试验
• 4.2.7 浮选矿浆温度试验
• 4.2.8 浮选时间试验
• 4.3 原矿开路浮选试验
• 4.4 原矿闭路浮选试验
• 4.5 本章小结
• 第5章 机理分析
• 5.1 红外光谱分析
• 5.2 药剂的浮选溶液化学研究
• 5.2.1 油酸钠的浮选溶液化学研究
• 5.2.2 六偏磷酸钠的浮选溶液化学
• 5.2.3 水玻璃的浮选溶液化学
• 5.3 矿物表面ζ-电位分析
• 5.4 浮选前后产品的分布和吸附特征研究
• 5.4.1 纯矿物的SEM照片
• 5.4.2 磨矿产品的SEM照片
• 5.4.3 闭路浮选精矿的SEM照片
• 5.4.4 闭路浮选尾矿的SEM照片
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者攻读硕士期间发表论文和获得奖励