选择性分散絮凝赤铁矿新工艺研究

论文摘要

近几年我国铁矿石的进口量连年大幅增加,进口铁矿石的金属量已占我国入炉铁矿石金属量的50%。从目前国内资源的情况来看,经过建国50多年来的开发利用,我国易选的磁铁矿资源正面临紧缺的局面,后备的赤铁矿矿山相对较多,但难选。近年来铁矿石资源不足的矛盾逐渐显现,湖南省通道县境内富有大量的铁矿资源(约2000万吨),其开采对缓解其铁矿石资源不足的矛盾将起到了重要缓解作用。通道铁矿属于沉积变质岩铁矿,矿石矿物组成较为简单,主要铁矿物为赤铁矿;脉石矿物以石英和绢云母为主,其次为绿泥石和方解石等矿物。有用矿物和脉石矿物嵌布粒度总体偏细,属于难选矿石,它的开发利用具有一定的代表性。通过对国内外相关文献资料的总结,自行开发了分散剂体系,对其在纯石英和纯氧化铁上的吸附性能进行了一系列的研究,考察了不同分子量的分散剂、溶液pH值、溶液温度和纯石英的细度对吸附性能的影响,进一步对其吸附机理进行了探讨。实验结果表明,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)在石英表面的吸附性能显著高于其在氧化铁表面的吸附性能,并且随着PVP分子量的增大和温度的升高,吸附能力增强,但不随溶液的pH值变化而发生改变。在实验室的选择性分散阶段,主要对不同分散剂,矿浆浓度,矿浆pH值,搅拌速度,搅拌时间对分散体系的影响进行研究,最终确定较优的分散工艺条件矿浆浓度为17%、pH=9.5、搅拌速度为1200 r/min、搅拌时间为10min。在选择性絮凝阶段,发现PVP的选择性絮凝效果明显优于改性玉米淀粉,且水质对絮团的选择性影响很小,突破了传统的高分子絮凝剂对水质的敏感。通过对一系列的干式强磁抛尾、湿式强磁、离心选矿、选择性分散絮凝选矿和反浮选阶段流程进行条件试验,选出各个阶段的最优条件参数进行组合,进行四种不同的联合流程试验。实验最终确定“阶段磨矿—干式强磁—湿式强磁—选择性脱泥—反浮选”工艺联合流程为最优工艺流程。该工艺可经济、顺畅的生产出TFe品位不小于62%,铁金属回收率64.47%的铁精矿。这为下一步通道铁矿资源的综合开发和利用具有指导作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 我国铁矿资源的特点
• 1.2 弱磁性铁矿石选矿方法
• 1.2.1 重选法
• 1.2.2 焙烧磁选法
• 1.2.3 强磁选法
• 1.2.4 浮选法
• 1.2.5 选择性絮凝法
• 1.2.6 生物选矿法
• 1.3 我国弱磁性铁矿石选矿技术进展
• 1.3.1 赤铁矿选矿技术进展
• 1.3.2 菱铁矿选矿技术
• 1.3.3 褐铁矿的选矿技术
• 1.4 亟待解决的问题
• 1.5 研究的意义及主要研究内容
• 1.5.1 研究的意义
• 1.5.2 研究的主要内容
• 第2章 通道铁矿原矿矿物学研究
• 2.1 矿样的制取
• 2.2 矿石的矿物组成和化学组成
• 2.3 矿石的结构构造研究
• 2.3.1 矿石结构
• 2.3.2 主要矿物的嵌布特征
• 2.4 矿石中各矿物的物理性质
• 2.5 原矿可磨性测定
• 2.6 单体解离度测定
• 2.7 小结
• 第3章 选择性分散絮凝体系的研究
• 3.1 实验药品与仪器
• 3.1.1 原料规格
• 3.1.2 原料的精制或改姓
• 3.1.3 实验仪器
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 比表面积的测定
• 3.2.2 Zeta 电位的测定
• 3.2.3 吸附实验
• 3.2.4 分散实验
• 3.2.5 絮凝实验
• 3.3 聚乙烯吡咯烷酮在石英和氧化铁上的吸附研究
• 3.3.1 聚乙烯吡咯烷酮的性质
• 3.3.2 石英和氧化铁的比表面积测定
• 3.3.3 pH 对石英和氧化铁Zeta 电位的影响
• 3.3.4 不同分子量的PVP 对石英的吸附
• 3.3.5 pH 对吸附的影响
• 3.3.6 温度对吸附的影响
• 3.3.7 细度对吸附的影响
• 3.4 选择性分散实验研究
• 3.4.1 不同分散剂对分散的影响
• 3.4.2 矿浆浓度对分散的影响
• 3.4.3 pH 值对分散的影响
• 3.4.4 搅拌时间和速度对分散的影响
• 3.5 选择性絮凝实验研究
• 3.5.1 不同絮凝剂对选择性絮凝的影响
• 3.5.2 不同水质对选择性絮凝的影响
• 3.6 小结
• 第4章 联合流程选矿试验
• 4.1 主要试剂及仪器设备
• 4.1.1 选矿试剂
• 4.1.2 仪器设备
• 4.2 试验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 干式强磁
• 4.3.2 湿式强磁
• 4.3.3 离心选矿
• 4.3.4 选择性分散絮凝选矿
• 4.3.5 反浮选
• 4.3.6 联合流程的选择
• 4.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
• 致谢