论文摘要
菱镁矿是一种具有工业价值的碳酸盐矿物,是我国的优势矿产资源之一,其相应制品的产量、出口量均居世界首位。菱镁矿制品由于具有较高的耐火性、粘结性及其它优良的物化特性,而被广泛用于冶金、建材、化工、轻工、农牧及金属镁提炼等领域。菱镁矿最主要的用途是作为耐火材料,其矿石中的铁会危害其耐火制品的性能品质,因而作为耐火材料用的菱镁矿矿石,对其杂质含量有严格的要求。虽然我国的菱镁矿矿体品位高、杂质少,但是随着连年的开采,高品位的优质矿藏已为数不多。面对品位越来越低的菱镁矿原矿石,只有深入研究菱镁矿的物化特性及其产生、应用的机理,进一步优化菱镁矿的加工工艺和条件,保证精矿的高品位和回收率,才能减少资源浪费,为开发利用菱镁矿资源提供技术支持和保障,保持住原有的产业优势和经济优势。因此,对菱镁矿矿石进行除铁提纯研究具有重要意义。由于硅是菱镁矿矿石中重要的有害杂质,单独的去除铁杂质并不能满足菱镁矿精矿的品质要求,因此在除铁的同时还必须考虑硅的去除。长期以来,在菱镁矿矿石的选矿研究和实践中,浮选法成为最广泛和有力的脱硅方法,六偏磷酸钠、水玻璃、十二胺和油酸钠成为常规的浮选药剂,但人们对改善浮选工艺的热情从未消退。对于高铁型菱镁矿矿石,国外有采用磁选法除铁的应用,但对于国内辽宁地区的含铁量不高的菱镁矿矿石类型,采用磁选法除铁的深入研究很少。鉴于矿物加工产业对提高精矿品质的一贯追求,本文采用浮选和磁选法对菱镁矿矿石进行提纯研究。本文通过对菱镁矿矿石的工艺矿物学研究,分析了其中硅和铁杂质的主要来源和含量,并确定了菱镁矿中类质同象状态铁的含量为含Fe2O3 0.27%,为浮选和磁选处理指明了方向。根据矿石性质,自主研制出了一种选择性强、选别效果好的混合胺类捕收剂Wely,通过不同药剂对菱镁矿和石英的作用影响研究,提出了相较于十二胺,Wely作捕收剂能够大幅提高菱镁矿精矿回收率的理论依据,并研究出了用Wely反浮选菱镁矿矿石的最佳药剂制度,在磨矿细度-0.075mm占77%,pH5.5,六偏磷酸钠150g/t, Wely120g/t条件下,由含MgO46.34%、SiO20.76%、Fe2O30.61%的菱镁矿矿石获得了MgO品位为47.20%、Si02含量为0.11%、Fe203含量为0.45%的浮选精矿,以及87.70%的MgO回收率。根据菱镁矿矿石中可去除铁杂质的类型,考察了多种强磁选机的除铁效果,选择出了最适宜采用的磁选机类型：CRIMM DCJB70-200型实验室电磁夹板强磁选机,并通过磁选条件试验,确定了最佳操作条件和最佳选别介质：背景场强641kA/m；矿浆浓度23%；1.5mm棒间距的钢棒。最终获得的菱镁矿磁选精矿中的Fe203含量由磁选前的0.41%降为0.34%。根据浮选和磁选试验的研究结果,针对菱镁矿原矿进行了磁浮联合试验研究,提出并考察了“浮选-弱磁选-强磁选”、“弱磁选-浮选-强磁选”和“弱磁选-强磁选-浮选”3种工艺流程的选别效果,3种流程最终获得MgO品位分别为47.06%、47.09%、47.15%；Si02含量分别为0.07%、0.12%、0.09%；Fe203含量分别为0.33%、0.34%、0.32%；产率分别为82.60%、81.33%、77.58%的精矿指标。可见,3种流程技术指标相差很小,均达到了对菱镁矿矿石提纯的目的。最后本文从微观角度分析了反浮选菱镁矿体系中各有效组分的存在形式和作用方式；从宏观角度研究了菱镁矿矿石中的杂质铁在磁选过程中的存在形式和具体去向情况。