几种阳离子捕收剂对氧化铁矿的反浮选性能研究

论文摘要

论文选题来源于973项目子课题“难处理金属矿高效浮选捕收剂的分子组装与合成”,针对我国铁矿石选别难度大以及矿石开采后利用率偏低等实际问题,研究了几种阳离子反浮选捕收剂对氧化铁矿的浮选性能,并探讨了浮选机理。采用十二胺、十四胺、十八胺、Gemini型阳离子表面活性剂及有机硅阳离子表面活性剂为捕收剂开展了单矿物可浮性实验,研究了磁铁矿、赤铁矿和石英三种矿物的浮选行为。结果表明,对于分离石英和赤铁矿,采用Gemini阳离子捕收剂31527浮选分离的效果较好,当药剂浓度为0.5×10-4mol/L、pH约为7时,槽内产品赤铁矿回收率高达99.0%,而石英的回收率仅有0.3%；对于石英和磁铁矿体系,采用Gemini阳离子捕收剂31503的浮选效果较好,当药剂浓度为0.25×10-4mol/L、pH约为7时,槽内产品磁铁矿回收率高达93.4%,而石英回收率仅为8.3%；以三种脂肪胺为捕收剂,当矿浆中捕收剂浓度低于0.5×10-4mol/L时,随着脂肪胺烃链的增长,其对三种矿物的捕收能力有减弱的趋势；当在石英赤铁矿、石英磁铁矿两个浮选体系内添加淀粉作为抑制剂时,在两种Gemini阳离子捕收剂本身已经取得良好的选择性的前提下,淀粉的抑制作用不明显。人工混合矿实验结果表明,对于石英赤铁矿人工混合矿和石英磁铁矿人工混合矿,仅采用阳离子捕收剂浮选分离效果不佳。以淀粉为抑制剂、Gemini 31503为捕收剂浮选得到了磁铁精矿品位70.92%、回收率98.14%的产品；以淀粉为抑制剂、Gemini 31527为捕收剂浮选得到了赤铁精矿品位67.78%、铁回收率77.21%的产品。与未添加淀粉作为抑制剂的实验相比,铁回收率明显提高,铁精矿的品位也得到一定提高。捕收剂与抑制剂对矿物的机理分析表明,Gemini阳离子表面活性剂对赤铁矿、磁铁矿以及石英的作用主要是物理吸附,且Gemini捕收剂具有二聚的结构,使其具有更小的临界胶束浓度,更强的表面活性,更容易吸附在矿粒周围,能有效地增加矿粒的疏水性能；Gemini阳离子表面活性剂能优先吸附于石英表面,显著地改变石英动电位,而在磁铁矿和赤铁矿表面上的吸附,对二者表面动电位的改变相应较小,从而扩大了矿物表面疏水性的差异。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 铁矿石资源概况
• 1.1.1 全球铁矿石分布概况
• 1.1.2 我国铁矿石分布及其特点
• 1.1.3 我国矿山生产现状
• 1.2 铁矿石选矿研究进展
• 1.2.1 铁矿石选矿技术
• 1.2.2 铁矿石反浮选工艺
• 1.2.3 铁矿石反浮选药剂
• 1.3 论文的研究意义与研究内容
• 第二章 实验条件与实验方法
• 2.1 实验矿样
• 2.2 实验试剂与仪器设备
• 2.2.1 试剂
• 2.2.2 仪器与设备
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 Gemini捕收剂与有机硅捕收剂的合成
• 2.3.2 单矿物浮选
• 2.3.3 人工混合矿浮选
• 2.3.4 Zeta动电位分析
• 2.3.5 红外光谱分析
• 第三章 单矿物反浮选实验
• 3.1 阳离子捕收剂的合成
• 3.1.1 Gemini阳离子捕收剂的合成
• 3.1.2 有机硅阳离子捕收剂的合成
• 3.2 脂肪胺捕收剂对单矿物的浮选
• 3.2.1 脂肪胺用量对矿物可浮性的影响
• 3.2.2 矿浆pH值对石英—赤铁矿体系可浮性的影响
• 3.2.3 矿浆pH值对石英—磁铁矿体系可浮性的影响
• 3.3 Gemini型捕收剂对矿物可浮性的影响
• 3.3.1 Gemini捕收剂用量对矿物可浮性的影响
• 3.3.2 矿浆pH值对石英—赤铁矿体系可浮性的影响
• 3.3.3 矿浆pH值对石英—磁铁矿体系可浮性的影响
• 3.4 有机硅捕收剂对矿物的可浮性影响
• 3.4.1 有机硅用量对矿物可浮性的影响
• 3.3.2 矿浆pH值对石英赤铁矿体系可浮性的影响
• 3.4.3 矿浆pH值对石英—磁铁矿体系可浮性的影响
• 3.5 捕收剂浮选性能比较
• 3.5.1 脂肪胺结构因素对浮选性能的影响
• 3.5.2 各种捕收剂浮选性能比较
• 3.6 淀粉在铁矿物反浮选分离中的作用
• 3.6.1 淀粉抑制剂与矿物作用机理简介
• 3.6.2 添加淀粉作为抑制剂的单矿物浮选实验
• 3.7 本章小结
• 第四章 人工混合矿反浮选实验
• 4.1 未添加抑制剂的人工混合矿实验
• 4.2 添加淀粉作为抑制剂的人工混合矿实验
• 4.3 本章小结
• 第五章 捕收剂作用机理讨论
• 5.1 矿物的结构构造及表面特征
• 5.1.1 石英、赤铁矿和磁铁矿的结晶构造
• 5.1.2 石英表面的荷电机理
• 5.2 Gemini表面活性剂结构与其性质关系
• 5.2.1 甲基取代基数量与捕收剂捕收性能关系
• 5.2.2 二聚结构对捕收剂捕收性能的影响
• 5.3 动电位测定
• 5.4 红外光谱测定
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果