红柱石与石英正浮选分离机理及工艺研究

论文摘要

随着钢铁工业的发展,耐火材料的需求日益上升,红柱石作为一种优质的耐火材料原料也越来越受重视。由于我国红柱石原矿中含有铝硅酸盐矿物、石英等大量脉石,品位较低,需要经过选别方可利用。本论文针对红柱石和石英的浮选分离问题,进行了纯矿物和实际矿石的浮选试验,并借助动电位测试以及红外光谱分析等手段研究了药剂与矿物的作用机理。纯矿物试验结果表明：在pH=3.0～3.1时,CSB作捕收剂可以实现红柱石和石英的正浮选分离；当矿浆中存在Fe3+时,石英被明显活化,红柱石和石英的可浮性基本一致,此时需添加抑制剂才能实现它们的正浮选分离；CSY表现出较好的选择性抑制作用,对Fe3+活化的石英有较好的抑制效果而基本不抑制红柱石。因此,在pH=3.0～3.1的强酸性条件下,采用CSY为抑制剂,CSB为捕收剂可以实现红柱石和石英的正浮选分离。应用以上规律,实际矿石试验结果表明：采用“强磁选除铁一摇床脱泥脱钛一反浮选云母一正浮选分离红柱石与石英”的工艺流程,以H2SO4为pH调整剂,CSY为抑制剂,CSB为捕收剂,获得含A120353.46%的合格红柱石精矿以及含Si0292.74%的普通石英砂精矿动电位测试表明：试验用红柱石和石英的零电点分别为4.5和2.0左右,在pH=3.0～3.1时,红柱石的动电位为正值,而石英为负值,因此采用阴离子捕收剂CSB可能实现它们的正浮选分离。Fe3+使红柱石和石英的表面动电位向正值改变,而Al3+、Ca2+和Mg2+仅使它们的动电位略微降低,从而表明Fe3+对红柱石和石英均有活化作用；抑制剂CSY使Fe3+活化的石英表面动电位向负值方向变化,达到抑制的目的。解吸试验表明：红柱石与捕收剂CSB的吸附既有物理吸附又有化学吸附,而石英与CSB的吸附方式则为物理吸附。红外光谱分析表明：捕收剂CSB与红柱石的吸附方式有物理吸附和化学吸附,以化学吸附为主,在红柱石表而产生新的吸收峰,从而对红柱石有捕收作用；抑制剂CSY的作用机理主要是靠静电力与Fe3+及其水解产物作用,从而消除其对石英的活化,达到抑制的目的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 红柱石资源概况
• 1.1.1 红柱石及其应用
• 1.1.2 世界红柱石资源储量及矿产资源分布
• 1.1.3 我国红柱石资源概况
• 1.1.4 红柱石产品的质量要求
• 1.2 红柱石选矿技术概况
• 1.2.1 选择性碎磨—筛选
• 1.2.2 重选—磁选
• 1.2.3 浮选
• 1.2.4 联合流程
• 1.3 石英资源与选矿工艺概况
• 1.3.1 我国石英资源概况
• 1.3.2 石英选矿技术概况
• 1.4 红柱石与石英分离的研究现状
• 1.4.1 捕收剂
• 1.4.2 金属离子
• 1.5 本论文的研究内容和意义
• 1.5.1 研究意义
• 1.5.2 研究内容
• 第二章 试样、药剂、仪器及研究方法
• 2.1 试验样品的制备
• 2.1.1 单矿物试样的制备
• 2.1.2 实际矿石样品制备
• 2.2 试验药剂与仪器设备
• 2.2.1 试验药剂
• 2.2.2 仪器设备
• 2.3 研究方法
• 2.3.1 浮选试验
• 2.3.2 X射线衍射分析
• 2.3.3 矿物表面动电位测试
• 2.3.4 红外光谱分析
• 第三章 红柱石与石英的浮选行为研究
• 3.1 捕收剂对红柱石、石英可浮性的影响
• 3.1.1 十二胺对红柱石、石英可浮性的影响
• 3.1.2 油酸钠对红柱石、石英可浮性的影响
• 3.1.3 CSB对红柱石、石英可浮性的影响
• 3.2 在CSB浮选体系下,难免金属离了对红柱石、石英可浮性的影响
• 3+对红柱石和石英可浮性的影响'>3.2.1 Al³⁺对红柱石和石英可浮性的影响
• 3+对红柱石和石英可浮性的影响'>3.2.2 Fe³⁺对红柱石和石英可浮性的影响
• 2+对红柱石和石英可浮性的影响'>3.2.3 Ca²⁺对红柱石和石英可浮性的影响
• 2+对红柱石和石英可浮性的影响'>3.2.4 Mg²⁺对红柱石和石英可浮性的影响
• 3+活化的红柱石、石英可浮性的影响'>3.3 在CSB浮选体系下,抑制剂对Fe³⁺活化的红柱石、石英可浮性的影响
• 3.3.1 六偏磷酸钠
• 3.3.2 氟硅酸钠
• 3.3.3 CSY
• 3.3.4 腐植酸钠
• 3.3.5 柠檬酸
• 3.4 结果与讨论
• 第四章 实际矿石浮选试验研究
• 4.1 矿石性质
• 4.1.1 多元素分析和化学物相分析
• 4.1.2 矿物组成及含量
• 4.1.3 主要矿物的产出形式
• 4.1.4 主要矿物的嵌布粒度
• 4.2 探索试验内容
• 4.2.1 直接正浮选试验研究
• 4.2.2 脱泥—正浮选试验研究
• 4.2.3 摇床脱泥脱钛—磁选—正浮选试验研究
• 4.2.4 摇床重选脱泥脱钛—磁选—反浮选云母—正浮选分离红柱石与石英试验研究
• 4.2.5 原矿反浮选云母—正浮选分离红柱石与石英试验流程
• 4.3 闭路试验
• 4.4 产品分析
• 4.4.1 红柱石精矿的回收率计算
• 4.4.2 精矿产品化学成分分析
• 4.4.3 沉降性能
• 4.5 结果与讨论
• 第五章 浮选药剂、金属离子与红柱石、石英表面作用机理研究
• 5.1 动电位测试
• 5.1.1 红柱石和石英动电位与pH值的关系
• 5.1.2 捕收剂对红柱石动电位的影响
• 5.1.3 难免金属离子对红柱石与石英动电位的影响
• 3+活化的石英动电位的影响'>5.1.4 抑制剂对Fe³⁺活化的石英动电位的影响
• 5.2 解吸试验
• 5.3 红外光谱测试
• 5.3.1 红柱石的红外光谱
• 5.3.2 石英的红外光谱
• 5.4 结果与讨论
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间主要研究成果
• 附件