微細(xì)粒鈦鐵礦浮選理論與技術(shù)研究.pdf

1、我國(guó)90％以上的鈦資源蘊(yùn)藏于釩鈦磁鐵礦中。該類型礦石中微細(xì)粒鈦鐵礦的回收一直是礦物加工領(lǐng)域公認(rèn)的難題，但總體來(lái)看，長(zhǎng)期存在著資源利用率偏低和浮選基礎(chǔ)理論研究薄弱等問(wèn)題。本文采用多種現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)，結(jié)合理論分析和試驗(yàn)研究，對(duì)該體系中礦物表面組分與性質(zhì)、浮選劑分子間的界面組裝及礦物顆粒間的界面作用等內(nèi)容進(jìn)行了細(xì)致系統(tǒng)的研究，形成了鈦鐵礦浮選體系“固液界面離子選擇性遷移-表面組分可控組裝”的浮選分離調(diào)控機(jī)制，并以此為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)了攀枝花微細(xì)粒鈦鐵礦

2、浮選新技術(shù)原型。主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新如下:
　　 (1)固液界面離子的選擇性遷移與捕收劑定向吸附
　　 采用XPS、紅外光譜和動(dòng)電位等表面分析方法，發(fā)現(xiàn)了鈦鐵礦浮選體系固液界面離子遷移選擇性、捕收劑吸附定位的差異性及二者之間的關(guān)聯(lián)，深入揭示了鈦鐵礦浮選體系的內(nèi)在機(jī)制。
　　 攀枝花鈦鐵礦與脈石礦物鈦輝石表面均含有Ti、Fe、Ca、Mg等元素，兩種礦物表面Ca、Mg的溶解行為顯著強(qiáng)于Ti和Fe。弱酸性礦漿環(huán)境中，固液

3、界面發(fā)生離子選擇性遷移與捕收劑定向吸附兩個(gè)過(guò)程。對(duì)于鈦鐵礦，表面溶解過(guò)程中Fe2+被大量氧化為Fe3+，后者與油酸鈉作用能力更強(qiáng)，進(jìn)而有利于油酸鈉的吸附;對(duì)于鈦輝石，在表面溶解過(guò)程中Ca2+、Mg2+大量遷移至礦漿中，而Ca2+、Mg2+是鈦輝石與油酸鈉作用的主要活性質(zhì)點(diǎn)，導(dǎo)致油酸鈉的吸附減弱。在弱堿性礦漿環(huán)境中，兩種礦物表面離子遷移行為較弱，而且均以鈣鎂為主要活性質(zhì)點(diǎn)與油酸鈉作用。
　　 基于以上結(jié)果，提出了低pH環(huán)境強(qiáng)化溶解

4、與弱酸性環(huán)境中超聲助溶兩種礦物界面性質(zhì)強(qiáng)化調(diào)控措施，以增大二者的可浮性差異。
　　 (2)固液界面多組分浮選劑分子間組裝機(jī)制
　　 通過(guò)對(duì)組合藥劑的表面活性、吸附機(jī)制以及礦物可浮性的研究，探討了礦物表面捕收劑分子間組裝的協(xié)同作用與調(diào)整劑分子間組裝的競(jìng)爭(zhēng)吸附，為浮選藥劑制度的制定提供依據(jù)。
　　 螯合劑、陰離子表面活性劑以及非離子型表面活性劑三類浮選劑與油酸鈉組合使用可以增強(qiáng)對(duì)鈦鐵礦的捕收性能。苯甲羥肟酸與油酸鈉的

5、組合使藥劑降低表面張力的能力減弱，但二者均可在鈦鐵礦表面發(fā)生化學(xué)作用，使組合藥劑吸附更牢固;十二烷基硫酸鈉使藥劑降低表面張力的能力略有增強(qiáng)，可以依靠靜電作用與油酸鈉共同吸附于鈦鐵礦表面; TX-100自身難以在鈦鐵礦表面吸附，但可以提高藥劑降低表面張力的效率，在與油酸鈉共同作用時(shí)在鈦鐵礦表面發(fā)生共吸附。
　　 一定條件下，調(diào)整劑水玻璃、CMC與捕收劑油酸鈉在兩種礦物表面發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)吸附。在鈦鐵礦表面三種藥劑的吸附能力強(qiáng)弱順序?yàn)橛退徕c

6、＞CMC＞水玻璃;而在鈦輝石表面則是水玻璃＞CMC＞油酸鈉。
　　 (3)同異相礦物顆粒間的界面交互作用與調(diào)控
　　 利用浮選與沉降試驗(yàn)、粒度分析和掃描電鏡等方法，結(jié)合顆粒間相互作用能理論計(jì)算，考查了礦物顆粒間的異相凝聚、選擇性絮凝與載體作用等界面作用，及其與強(qiáng)化微細(xì)粒礦物回收的關(guān)系。
　　 細(xì)粒鈦輝石可與鈦鐵礦發(fā)生異相凝聚而嚴(yán)重影響鈦鐵礦的可浮性，水玻璃對(duì)二者的異相凝聚具有良好的分散作用;水玻璃與CMC共同作用

7、可以實(shí)現(xiàn)微細(xì)粒鈦鐵礦的選擇性絮凝，形成的鈦鐵礦絮團(tuán)可與捕收劑作用進(jìn)行絮團(tuán)浮選;油酸鈉可以使礦物顆粒產(chǎn)生疏水聚團(tuán)，鈦鐵礦粗細(xì)粒共存體系存在自載體作用，控制載體比例，進(jìn)行載體/聚團(tuán)浮選可顯著提高細(xì)粒鈦鐵礦的回收率。
　　 DLVO和EDLVO理論計(jì)算表明，鈦鐵礦與鈦輝石顆粒間異相凝聚的產(chǎn)生及分散的本質(zhì)在于礦物表面電性的調(diào)控，鈦鐵礦自載體作用產(chǎn)生的前提是調(diào)控礦物表面潤(rùn)濕性，使顆粒間產(chǎn)生疏水作用能。
　　 (4)攀枝花鈦鐵礦浮選