红格矿区钛铁矿与含硅脉石矿物浮选分离机理与工艺研究

发布时间：2019-11-02 12:26

【摘要】：作为国家战略资源保护的红格矿区拥有攀西地区最大的钛资源储量,典型矿石为橄辉岩型钒钛磁铁矿,影响钛铁矿浮选的主要脉石矿物为钛辉石和橄榄石(以镁橄榄石为主),其脉石矿物的复杂性增大了实际矿石选矿难度,并且钛铁矿浮选分离与工艺研究程度远不及辉长岩型矿石。论文对钛铁矿、钛辉石和镁橄榄石表面性质差异及可浮性、矿物与浮选药剂作用机理、实际矿石浮选工艺等进行了系统研究。本文主要研究内容及结论如下:(1)矿物表面性质差异与可浮性考察了钛铁矿、钛辉石和镁橄榄石的表面组分、表面电性等性质差异,探索了不同条件下矿物可浮性,在此基础上,进行了人工混合矿浮选试验。钛铁矿表面Ti、Fe含量高,钛辉石和镁橄榄石表面Ca、Mg含量高;矿物表面均含有Fe、Ca和Mg等元素;在纯水中,钛铁矿、钛辉石和镁橄榄石的零电点分别为5.8、3.8和2.8。油酸钠(NaOL)对钛铁矿、钛辉石和镁橄榄石的选择性好,但对钛铁矿捕收能力有限;十二烷基磺酸钠(SDS)和十二烷基硫酸钠(SLS)对各矿物的捕收能力强,但选择性较差。在NaOL浮选体系中,水玻璃的选择性抑制效果最好,其次是草酸和六偏磷酸钠,CMC抑制效果最差。采用NaOL和SLS摩尔比为4:1的组合捕收剂时,对钛铁矿的分离效果最佳。人工混合矿浮选试验结果表明,采用NaOL和SLS组合捕收剂获得TiO_2品位为31.07%、回收率为61.53%的精矿,其浮选指标优于NaOL和SLS单独使用。(2)矿物与浮选药剂的作用机理结合现代分析测试技术和浮选溶液化学理论,系统研究了NaOL、水玻璃与矿物的作用机理以及组合捕收剂的协同作用。酸性和碱性条件下,NaOL与钛铁矿发生化学吸附的活性质点分别为Fe和Mg;钛辉石的活性质点均为Ca、Mg;镁橄榄石的活性质点均为Mg。NaOL和SLS组合捕收剂以化学吸附和物理吸附相结合的方式吸附于矿物表面,强化矿物表面的疏水性,其中NaOL以化学吸附为主,SLS以静电吸附为主。酸性条件下,水玻璃对钛铁矿的吸附能力较差,而对钛辉石和镁橄榄石的吸附作用强。水玻璃吸附于钛辉石和镁橄榄石表面形成亲水层,阻碍了NaOL的吸附,起到选择性抑制的作用。(3)实际矿石浮选分离工艺结合钛铁矿原矿性质,系统研究了实际矿石的浮选工艺。对TiO_2品位为16.26%的实际矿石采用“一粗一扫四精”闭路流程,以MOH-1为捕收剂可获得TiO_2品位为46.94%、回收率达53.87%的钛精矿;以NaOL和SLS组合捕收剂可获得TiO_2品位为47.02%、回收率达49.02%的钛精矿。产品质量检查发现钛精矿中Mg O含量高,主要由于橄榄石难以抑制。
【图文】：

西南科技大学矿业工程硕士专业学位论文 第 1方法，制备钛铁矿、钛辉石和镁橄榄石单矿物试验样品，辅以 X 射能谱（XPS）及 ζ-电位测试对矿物表面组成、表面电性等性质差异，为矿物与药剂作用机理提供基础数据。于不同条件（pH、浮选药浓度）下进行三种矿物浮选试验，研究各矿物的可浮性规律，采用分析测试技术，结合浮选溶液化学理论，揭示矿物与浮选药剂（捕aOL 为主，调整剂以水玻璃为主）的作用机理以及组合捕收剂的协综合分析在不同的浮选条件下，钛铁矿、钛辉石和镁橄榄石的表面矿物的可浮性差异，结合实际矿石选矿试验及钛精矿产品质量检查可强化钛铁矿浮选分离的浮选条件及组合药剂开发。

图 3-1 钛铁矿晶体结构示意图Fig.3-1 Schematic crystal structure of ilmenite状硅酸盐，化学式为 Ca(Mg, Fe2+, Fe3+, Ti, A岩型钒钛磁铁矿中主要含硅脉石矿物。辉石、沿 C 轴一维无限延伸的[Si2O6]单链，链内复，以阳离子与活性氧的方式使链与链之间-2。辉石为黑色或褐黑色，相对密度 3.2-3.6，，离子键的形式断裂。在水溶液中，辉石吸附 O水中的 H+发生离子交换，所形成的辉石表面的零电点相对于其它岛状结构硅酸盐矿物更]。
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD923


本文编号：2554493