含石棉型滑石矿浮选除杂技术研究

论文摘要

滑石含有石棉的问题现已成为我国滑石行业生死攸关的问题,含有石棉的滑石也被认为是可能致癌的物质。各国都在制定和使用更加严格的检验标准,对滑石中的石棉进行检验,确保对人类健康和环境不会产生危害。这对我国滑石矿的出口产生了巨大影响,另外一般含棉滑石的CaO含量较高,塑料、化妆品、医药-食品以及高档陶瓷这四个领域的所需的滑石粉的理化性能要求中都涉及到了滑石粉中CaO的含量,其中化妆品级、食品和医药级滑石粉要求不得检测出石棉,而高档塑料填料和陶瓷级滑石粉要求CaO含量很低,一般在1%以下。因此,对含石棉型滑石矿进行浮选提纯具有很高的经济价值。本论文研究了在三种不同的浮选体系中滑石、白云石和透闪石纯矿物的天然可浮性以及在十二烷基苯磺酸钠浮选体系下金属离子、无机调整剂、有机抑制剂对纯矿物可浮性的影响,同时还对人工混合矿和原矿的浮选分离进行了系统的研究。进而提出了处理该类矿石的新工艺,即“一粗三精一扫”的正浮选工艺,得到如下结论：纯矿物试验表明：在十二烷基苯磺酸钠浮选体系下,添加植酸或六偏磷酸钠,可以增大不同矿物在不同pH条件下的浮游差,实现三种纯矿物的有效分离。人工混合矿试验结果表明：混合矿中滑石、透闪石和白云石的比例为8：1：1时,在十二烷基苯磺酸钠浮选体系下,当十二烷基苯磺酸钠用量240mg/L,六偏磷酸钠用量160mg/L和植酸用量为320mg/L时最终可获得品位Si02品位61.8%以上,回收率80%的精矿；而在煤油体系下,当煤油用量为7680mg/L,2#油用量为320mg/L时,精矿产品的SiO2品位从54.95%上升到62.07%,回收率75.67%。原矿闭路试验中,在十二烷基苯磺酸钠浮选体系下,添加植酸,在pH=11,磨矿细度为75%的浮选条件下,经过一次粗选,三次精选,一次扫选最终可得到SiO2品位为61.87%,CaO品位为0.60%,SiO2回收率为72.59%的浮选精矿,透闪石脱除率为95.85%,精矿产品经扫描电镜分析,证实确实不含有石棉。浮选的产品达到了滑石粉一级品原料的要求,可以应用到化妆品、医药、食品和塑料填料领域。理论研究表明,白云石溶解度较大,在十二烷基苯磺酸钠浮选体系下白云石的可浮性很好,另外其溶解的Ca2+和M2+在碱性条件下能强烈地活化透闪石的浮选,因此选择一种能抑制白云石和透闪石的浮选的药剂是含石棉型滑石矿浮选除杂技术的关键之处。解离时,滑石表面暴露的Mg2+的浓度要小于透闪石和白云石表面暴露的Ca2+和Mg2+的浓度,因此,植酸和六偏磷酸钠对透闪石和白云石抑制能力要强于对滑石的抑制能力。上述研究成果为含石棉型滑石矿的除杂技术的工业应用奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 滑石矿资源储量及分布情况
• 1.2 滑石矿生产情况
• 1.3 滑石矿的矿石类型
• 1.4 滑石矿的应用领域
• 1.5 滑石矿含有石棉的影响
• 1.6 我国滑石矿的国家标准
• 1.7 滑石矿的提纯工艺研究
• 1.7.1 浮选法提纯工艺
• 1.7.2 其它提纯工艺
• 1.8 本论文的选题意义和研究内容
• 第2章 试验原料、试剂、仪器设备及方法
• 2.1 矿样的制备及性质
• 2.1.1 纯矿物的制备
• 2.1.2 矿样制备及性质
• 2.2 试验试剂
• 2.3 仪器设备
• 2.4 试验研究方法
• 2.4.1 纯矿物浮选试验
• 2.4.2 试验检测方法
• 第3章 矿物的晶体化学特性研究
• 3.1 矿物的晶体结构研究
• 3.1.1 滑石的晶体结构
• 3.1.2 透闪石的晶体结构
• 3.1.3 白云石的晶体结构
• 3.2 矿物晶体结构中化学键特征分析及计算
• 3.2.1 鲍林静电键法则
• n+-O²⁺键离子键百分数的计算'>3.2.2 Mⁿ⁺-O²⁺键离子键百分数的计算
• 3.2.3 矿物结构中阴阳离子间的静电引力计算
• n+-O^2-键极性（离子键极性）的计算'>3.2.4 矿物结构中Mⁿ⁺-O^2-键极性（离子键极性）的计算
• 3.2.5 矿物结构中阴阳离子间的相对键合强度计算
• n+-O^2-平均键价的计算'>3.2.6 矿物结构中Mⁿ⁺-O^2-平均键价的计算
• 3.3 矿物的表面电位与可浮性的关系
• 3.4 矿物的溶解度及各组分构成计算
• 3.4.1 滑石的溶解度及各组分构成
• 3.4.2 白云石在溶液中各组分构成
• 3.4.3 透闪石在溶液中各组分构成
• 3.5 本章小结
• 第4章 纯矿物的可浮性研究
• 4.1 十二烷基苯磺酸钠体系中三种纯矿物的可浮性
• 4.1.1 十二烷基苯磺酸钠（SDBS）用量及pH试验
• 4.1.2 十二烷基苯磺酸钠（SDBS）作用机理分析
• 4.1.3 二价金属离子对三种纯矿物浮选的影响
• 4.1.4 抑制剂对三种纯矿物浮选的影响
• 4.2 十二胺醋酸盐体系中三种纯矿物的可浮性
• 4.2.1 十二胺用量及pH试验
• 4.2.2 十二胺作用机理分析
• 4.3 煤油体系中三种纯矿物的可浮性
• #油用量及pH试验'>4.3.1 2^#油用量及pH试验
• 4.3.2 煤油用量及pH试验
• 4.3.3 煤油作用机理分析
• 4.4 人工混合矿浮选试验
• 4.4.1 植酸用量条件试验
• 4.4.2 六偏磷酸钠用量条件试验
• 4.4.3 煤油用量条件试验
• 4.5 本章小结
• 第5章 原矿分选试验
• 5.1 滑石矿磨矿细度曲线
• 5.2 十二烷基苯磺酸钠体系中原矿的浮选结果
• 5.2.1 十二烷基苯磺酸钠对滑石矿可浮性的影响
• 5.2.2 六偏磷酸钠对滑石矿可浮性的影响
• 5.2.3 植酸对滑石矿可浮性的影响
• 5.3 十二胺醋酸盐体系中原矿的浮选结果
• 5.3.1 十二胺醋酸盐对滑石矿可浮性的影响
• #油体系中原矿的浮选结果'>5.4 煤油和2^#油体系中原矿的浮选结果
• #油对滑石矿可浮性的影响'>5.4.1 2^#油对滑石矿可浮性的影响
• 5.4.2 煤油对滑石矿可浮性的影响
• 5.5 原矿分选试验机理分析
• 5.5.1 磨矿细度对滑石矿浮选的影响机理分析
• 5.5.2 十二烷基苯磺酸钠浮选体系矿浆中颗粒状态扫描电镜分析
• 5.5.3 十二烷基苯磺酸钠浮选体系对滑石矿浮选的影响机理分析
• 5.5.4 十二胺浮选体系对滑石矿浮选的影响机理分析
• 5.5.5 煤油浮选体系对滑石矿浮选的影响机理分析
• 5.6 原矿不同浮选体系结果对比
• 5.7 原矿开路试验
• 5.7.1 煤油浮选体系开路试验
• 5.7.2 十二烷基苯磺酸钠浮选体系开路试验
• 5.8 闭路试验
• 5.9 本章小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录：攻读硕士期间发表的论文和获得奖励