低品位柱硼镁石矿的反浮选研究

论文摘要

世界上90%的硼矿资源储藏在美国、土耳其和俄罗斯,中国的储量位居第四。我国硼矿资源的主要产地位于东北和西部地区的辽、吉、青、藏4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,平均品位已低于10%。作为硼化工的原料,硼矿资源的贫化,将严重制约我国硼化工企业的可持续发展。在青海大柴旦地区有大量的柱硼镁石矿由于品位低下（低于10%）,不能直接用作生产硼化学品的原料。本文的研究目的是将低品位柱硼镁石矿通过浮选的方法富集,提高柱硼镁石矿中B203品位使之达到硼化工生产的要求。首先对柱硼镁石原矿进行了化学分析、热重分析和XRD物相分析,研究结果表明：除有用矿物柱硼镁石（MgO·B2O3·3H20）;外,脉石矿物主要有半水石膏,其次是碱式碳酸镁、石英、氯化钠及粘土等。因此,浮选富集的主要目标是将柱硼镁石与半水石膏等脉石分离。在低品位柱硼镁石矿的浮选工艺研究中,考察了浮选药剂种类、药剂用量、药剂配伍、矿浆pH、浮选温度、液固比、超声震荡、浮选时间等因素对浮选的影响,确定了适宜的工艺条件：复合捕收剂油酸钠用量为0.15 kg/t矿,十二烷胺醋酸盐（DAA）加入量为1.5 kg/t矿,调整剂偏硅酸钠最佳加入量为0.92 kg/t矿；矿浆pH为9,浮选温度30℃,液固比6：1（30g柱硼镁石矿）,超声震荡时间20min,浮选时间10分钟。在上述适宜条件下,采用反浮选工艺可将柱硼镁石矿中B203的品位提高4-6个百分点。此外,还考察了擦洗对硼矿富集的影响,结果表明擦洗可以有效去除柱硼镁石矿中的可溶性盐,改善了浮选效果。浮选获得的硼精矿和尾矿的XRD和化学分析表明：通过反浮选富集,柱硼镁石与石膏可基本分离。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行为的分析,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。在反浮选过程中,阴离子捕收剂油酸钠溶液中的H（Ol）2-和Ol-在浮选中起主要作用,它在柱硼镁石表面附着使柱硼镁石变得亲水。阳离子捕收剂DAA在矿物表面的吸附作用主要是靠彼此之间的静电引力,DAA起作用的离子RNH2-RNH3+及少量RNH3+和（RNH3+）22+与石膏结构中带负电荷的[SO4]2-相互吸引,产生静电力；同时捕收剂DAA具有很强的起泡性,为泡沫浮选提供了先决条件。调整剂偏硅酸钠在溶液中起作用的是亲水且带负电荷的硅酸胶粒（或称胶态硅酸）以及SiO（OH）3-,其吸附在柱硼镁石矿物表面,使矿物强烈亲水引起抑制作用；同时,偏硅酸钠对矿泥具有一定的分散作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 硼资源开发利用概况
• 1.1.1 国内外硼资源的分布
• 1.1.2 硼及其化合物的应用
• 1.1.3 硼工业概况
• 1.2 硼矿的富集方法
• 1.2.1 硼矿的非浮选方法
• 1.2.2 浮选法简介
• 1.2.3 硼矿的浮选方法
• 1.3 硼矿浮选常用助剂
• 1.3.1 硼矿常用捕收剂
• 1.3.2 硼矿常用调整剂
• 1.4 石膏常用浮选助剂
• 1.5 柱硼镁石简介
• 1.6 本课题研究意义
• 2 试验方法概述
• 2.1 实验试剂与仪器
• 2.2 实验方法分析
• 2.3 工艺流程
• 2.4 实验方法与过程
• 3 结果与讨论
• 3.1 原矿分析
• 3.2 药剂制度的制定原则和工艺流程的确定
• 3.3 浮选助剂选择
• 3.4 浮选助剂配比对产品质量的影响
• 3.4.1 捕收剂与调整剂配比
• 3.4.2 DAA加入量的确定
• 3.5 超声时间对反浮选的影响
• 3.6 矿浆pH对反浮选的影响
• 3.7 浮选温度对反浮选的影响
• 3.8 浮选时间对反浮选的影响
• 3.9 浮选液固比对反浮选的影响
• 3.10 擦洗对反浮选的影响
• 3.11 精选实验
• 3.12 ZETA电位分析
• 3.13 柱硼镁石原矿、浮选精矿和尾矿扫描电镜分析
• 3.14 红外表征
• 3.15 本章小结
• 4 浮选机理探讨
• 4.1 柱硼镁石的溶液化学性质
• 4.2 油酸钠的作用机理
• 4.2.1 油酸钠的溶液化学性质
• 4.2.2 油酸钠与矿物的作用机理
• 4.3 十二烷胺醋酸盐的作用机理
• 4.3.1 十二烷胺醋酸盐的溶液化学性质
• 4.3.2 十二烷胺醋酸盐与矿物的作用机理
• 4.4 偏硅酸钠的作用机理
• 4.4.1 偏硅酸钠的溶液化学性质
• 4.4.2 偏硅酸钠与矿物的作用机理
• 4.4.3 偏硅酸钠对矿泥的分散作用
• 4.5 复合助剂与矿物的作用机理
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录A 各工艺条件对浮选后硼精矿与尾矿的影响
• 附录B 柱硼镁石原矿、浮选精矿与尾矿的扫描电镜分析
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢