红柱石与石英浮选分离技术与机理研究

发布时间：2017-10-12 08:39

  本文关键词：红柱石与石英浮选分离技术与机理研究

  更多相关文章： 红柱石 石英 浮选 阴离子捕收剂 量子化学

【摘要】：红柱石在我国属于一种新型的生产耐火材料的优质原材料,高品质红柱石精矿对二氧化硅杂质含量的要求较为严格。石英作为红柱石矿最主要的脉石矿物之一,某些物理性质如比重、磁性等,与红柱石十分接近,在细粒级红柱石矿的选矿中,浮选是对红柱石与石英进行分离的最有效的选矿方法。本论文的主要研究内容包括在各种不同药剂条件下的介质体系中系统地进行了红柱石与石英的单矿物浮选试验;结合Zeta电位测试和红外光谱测试,运用量子化学模拟软件Materials Studio研究了捕收剂在红柱石表面的作用机理;根据单矿物试验结果进行了实际矿石选矿工艺试验。单矿物试验结果表明,在较强的酸性条件(p H=3)下,十二烷基磺酸钠与十二烷基硫酸钠均可较好的实现红柱石与石英的浮选分离。金属离子对红柱石与石英的可浮性有一定影响,主要表现为Al~(3+)对红柱石有一定的抑制作用,Al~(3+)存在时红柱石回收率有一定程度的降低;Fe~(3+)对石英有一定活化作用,Fe~(3+)存在时,石英回收率有一定程度的升高。采用氟硅酸钠作抑制剂,可选择性抑制被Fe~(3+)活化后的石英。Zeta电位测试结果表明在十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠体系下红柱石的表面电位大幅度的降低,在试验的所有p H值条件下,红柱石表面电位均表现为负值,这说明两种捕收剂均可在红柱石表面发生较强的吸附。红外光谱测试分析结果表明十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠均可在红柱石表面发生化学吸附。对红柱石活性最高的解离面{1 0 0}面性质的计算表明,红柱石表面发生了不同程度的结构驰豫,表面铝原子具有较强的反应活性,容易与药剂分子相互作用。捕收剂在红柱石{1 0 0}面上吸附后,红柱石表面原子出现向下的小幅驰豫,表面铝原子所带正电荷数明显增加,且铝原子在吸附药剂分子后反应活性减弱,红柱石表面氧原子和硅原子变化较小。在药剂分子与红柱石表面作用过程中,表面铝原子失去电子。实际矿石选矿试验结果表明,采用磨矿—脱泥—浮选—磁选的选矿流程,以石油磺酸钠与十二烷基硫酸钠组合作捕收剂,可较好的分离红柱石与石英。闭路试验获得了Al_2O_3品位为56.29%,Al_2O_3回收率为28.35%的红柱石精矿。
【关键词】：红柱石 石英 浮选 阴离子捕收剂 量子化学
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD97
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 红柱石资源及其应用10-12
• 1.1.1 红柱石资源概况10-11
• 1.1.2 红柱石性质及其工业应用11-12
• 1.2 红柱石浮选实践概述12-14
• 1.3 红柱石与石英分离理论研究现状14-16
• 1.3.1 捕收剂14-15
• 1.3.2 金属离子的活化作用15
• 1.3.3 抑制剂15-16
• 1.4 密度泛函理论在氧化矿选矿中的应用16-17
• 1.5 本论文的研究意义与研究内容17-19
• 1.5.1 研究意义17-18
• 1.5.2 研究内容18-19
• 第二章 试验材料及研究方法19-24
• 2.1 试样制备19-21
• 2.1.1 单矿物准备19-20
• 2.1.2 实际矿石准备20-21
• 2.2 药剂与仪器设备21-22
• 2.2.1 试验药剂21
• 2.2.2 仪器设备21-22
• 2.3 研究方法22-24
• 2.3.1 单矿物浮选试验22
• 2.3.2 实际矿石试验22
• 2.3.3 X射线衍射分析（XRD）22-23
• 2.3.4 Zeta电位测试23
• 2.3.5 红外光谱测试23
• 2.3.6 量子化学计算23-24
• 第三章 红柱石与石英单矿物的浮选行为24-43
• 3.1 十二胺作捕收剂时红柱石与石英的浮选行为24-26
• 3.1.1 介质pH值对矿物可浮性的影响24-25
• 3.1.2 十二胺用量对矿物可浮性的影响25-26
• 3.2 油酸钠作捕收剂时红柱石与石英的浮选行为26-30
• 3.2.1 介质pH值对矿物可浮性的影响26-27
• 3.2.2 油酸钠用量对矿物可浮性的影响27-28
• 3.2.3 难免离子对矿物可浮性的影响28-30
• 3.3 十二烷基磺酸钠作捕收剂时红柱石与石英的浮选行为30-34
• 3.3.1 介质pH值对矿物可浮性的影响30-31
• 3.3.2 十二烷基磺酸钠用量对矿物可浮性的影响31
• 3.3.3 难免离子对矿物可浮性的影响31-33
• 3.3.4 Fe~(3+)存在时抑制剂对矿物可浮性的影响33-34
• 3.4 十二烷基硫酸钠作捕收剂时红柱石与石英的浮选行为34-39
• 3.4.1 介质pH值对矿物可浮性的影响34-35
• 3.4.2 十二烷基硫酸钠用量对矿物可浮性的影响35-36
• 3.4.3 难免离子对矿物可浮性的影响36-37
• 3.4.4 Fe~(3+)存在时抑制剂对矿物可浮性的影响37-39
• 3.5 捕收剂作用下红柱石表面Zeta电位的变化39-40
• 3.6 捕收剂作用下红柱石的红外光谱分析40-41
• 3.7 本章小结41-43
• 第四章 捕收剂在红柱石表面吸附的量子化学研究43-63
• 4.1 红柱石晶体模型的建立43-44
• 4.2 红柱石表面的选取44-47
• 4.2.1 表面结构弛豫45-46
• 4.2.2 表面能计算46-47
• 4.3 红柱石{10 0}面的量子化学研究47-53
• 4.3.1 红柱石{10 0}面mulliken电荷布局47-49
• 4.3.2 红柱石{10 0}面电子结构49-53
• 4.4 红柱石{10 0}表面吸附药剂分子的量子化学研究53-62
• 4.4.1 十二烷基磺酸钠在红柱石{10 0}面上的吸附54-58
• 4.4.1.1 结构优化54-55
• 4.4.1.2 吸附十二烷基磺酸钠的红柱石{10 0}面mulliken电荷分析55
• 4.4.1.3 吸附十二烷基磺酸钠的红柱石{10 0}面的电子结构55-58
• 4.4.2 十二烷基硫酸钠在红柱石{10 0}面上的吸附58-62
• 4.4.2.1 结构优化58-59
• 4.4.2.2 吸附十二烷基硫酸钠的红柱石{10 0}面mulliken电荷分析59
• 4.4.2.3 吸附十二烷基磺酸钠的红柱石{10 0}面的电子结构59-62
• 4.5 本章小结62-63
• 第五章 实际矿石浮选试验63-80
• 5.1 矿石性质63
• 5.2 浮选条件试验63-74
• 5.2.1 磨矿细度试验63-65
• 5.2.2 脱泥条件试验65
• 5.2.3 捕收剂种类试验65-66
• 5.2.4 石油磺酸钠用量试验66-67
• 5.2.5 组合捕收剂种类试验67-68
• 5.2.6 石油磺酸钠与十二烷基硫酸钠配比试验68-69
• 5.2.7 组合捕收剂用量试验69-70
• 5.2.8 硫酸用量试验70-71
• 5.2.9 抑制剂种类试验71-72
• 5.2.10 精选调整剂试验72-74
• 5.3 全流程开路试验74-76
• 5.4 闭路试验76-78
• 5.5 选矿效果评价78-79
• 5.5.1 最终精矿化学多元素分析78
• 5.5.2 原矿、浮选精矿与最终精矿X射线衍射对比分析78-79
• 5.6 本章小结79-80
• 第六章 结论80-81
• 参考 文献81-84
• 致谢84-85
• 攻读学位期间的研究成果85-86

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 罗泗坚;;红柱石矿物化学定量法[J];硅酸盐通报;1985年01期

2 陈芸;;红柱石的应用[J];建材工业信息;1988年04期

3 尹开礼;;我国红柱石矿的某些特征与应用研究[J];建材地质;1988年02期

4 D·贝扎尔德 ,郝文南;格洛默尔红柱石加工[J];非金属矿;1989年05期

5 姚本义;;化学物相法测定岩石中红柱石含量的试验与探讨[J];建材地质;1989年04期

6 李大辉;;法国的红柱石生产[J];建材工业信息;1989年05期

7 李大辉;;国外红柱石生产及市场现状[J];建材工业信息;1989年10期

8 P. W. Overbeak;汪镜亮;;南非的红柱石[J];矿产保护与利用;1990年03期

9 饶歆;周光溪;;南非的红柱石矿[J];世界采矿快报;1990年04期

10 罗清平;;红柱石矿及其选矿特点[J];湖南有色金属;1990年06期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 任飞;韩跃新;;辽宁省某红柱石矿选矿中间试验研究[A];第九届全国粉体工程学术会暨相关设备、产品交流会论文专辑[C];2003年

2 苑光国;陈学云;李荣芳;张逢义;侯利民;;甘肃某红柱石矿选矿实践[A];鲁冀晋琼粤川辽七省金属（冶金）学会第十九届矿山学术交流会论文集（选矿技术卷）[C];2012年

3 熊小勇;刘新_g;;红柱石的性能及在浇注料中的应用[A];2011全国不定形耐火材料学术会议论文集[C];2011年

4 熊小勇;刘新_g;Dirk van den Heever;;红柱石耐火原料的生产、性能和应用[A];新形势下全国耐火原料发展战略研讨会论文集[C];2014年

5 李富朝;李建涛;孙庚辰;周国禄;叶国田;李素平;贾全利;;热风炉用红柱石砖的研制与应用[A];“豫兴热风炉杯”2011曹妃甸绿色钢铁高峰论坛暨冶金设备管理经验交流会论文集会刊[C];2011年

6 郑胜利;;红柱石选矿工艺的发展及资源综合利用[A];新形势下全国耐火原料发展战略研讨会论文集[C];2014年

7 李志坚;魏宇希;吴锋;;红柱石对电炉顶浇注料高温性能的影响[A];2011全国不定形耐火材料学术会议论文集[C];2011年

8 张一敏;;西部地区“三石”资源及其加工处理[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年

9 申晓萍;汪立今;;新疆南天山红柱石矿物学特征研究[A];2006年中国可持续发展论坛——中国可持续发展研究会2006学术年会可持续发展的技术创新与科技应用专辑[C];2006年

10 熊小勇;;作为优良的耐火原料红柱石的性能及应用原理达姆内克(DAMREC)的红柱石系列产品介绍[A];耐火材料发展新动态—问题与对策交流研讨会论文集[C];2008年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 通讯员 朱新晨;焉耆红柱石未生产 订单已“飞”来[N];新疆日报(汉);2004年

2 本报记者 张燕;库尔勒红柱石项目开工[N];巴音郭楞日报;2009年

3 记者刘枫;新疆宝安新能源红柱石项目投产[N];新疆日报(汉);2009年

4 杨森林;亚欧博览会哈密红柱石项目顺利签约[N];中国建材报;2014年

5 本报记者 吴新君;全球矿业巨子携二“隆”腾飞[N];巴音郭楞日报;2007年

6 通讯员 何继强;漳县红柱石精选试验获得成功[N];定西日报;2007年

7 河新;河南西峡红柱石选矿试验完成[N];地质勘查导报;2007年

8 记者 王雨;漳县红柱石开发取得大突破[N];甘肃日报;2007年

9 刘鸿权;利用“三石”资源开发节能型耐火原料市场前景广阔[N];中国建材报;2008年

10 通讯员 张昊，

本文编号：1017747