微细粒白云石浮选特性研究

发布时间：2017-07-08 15:24

  本文关键词：微细粒白云石浮选特性研究

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【摘要】：随着磷矿富矿资源耗尽,磷矿资源日趋“贫、细、杂”,我国中低品位钙(镁)质磷矿既面临浮选脱镁的问题,又面临微细粒矿物浮选选择性差、回收率低的难题。开展微细粒白云石浮选基础理论研究对于补充完善胶磷矿与白云石浮选分离机理有重要理论意义,同时为细粒磷矿资源高效浮选降镁提供理论指导。通过纯矿物浮选试验系统研究了不同粒级白云石浮选动力学及浮选药剂(酸、新型阴离子捕收剂GJBW和油酸钠、非极性油ZK)、添加钙镁离子等对微细粒白云石浮选行为的影响;采用zeta电位、吸附量、表面张力、颗粒-气泡诱导时间测定和扫描电镜、红外光谱、光电子能谱等分析测试手段及分子模拟计算,揭示了浮选药剂与微细粒白云石表面作用机理;通过人工混合矿和实际细粒磷矿石浮选验证,揭示了微细粒白云石与胶磷矿浮选分离特性。主要结论如下:(1)GJBW作用下,白云石各粒级浮选动力学行为符合一级动力学模型。GJBW浓度增加,模型拟合极限回收率ε∞和浮选速率常数k增加。45-28μm粒级可浮性最好,极限浮选回收率ε∞最大,但150-75μm和75-45μm粒级浮选常数k更大,更易达到浮选平衡;-28μm微细粒部分,由于粒度过小,其极限浮选回收率ε∞和浮选常数k均较小。(2)盐酸和硫酸调浆时间对GJBW浮选微细粒白云石影响较大,酸调浆时间越短,上浮率越高,先加捕收剂后加酸比先加酸后加捕收剂上浮率高;磷酸和ZS调浆时间对白云石上浮率影响较小,捕收剂与酸添加顺序影响不大,可能原因是GJBW作用于白云石时H+浓度越高其可浮性越好。(3)非极性油ZK添加有助于提高GJBW浮选微细粒白云石和胶磷矿上浮率,同时增大调浆搅拌强度亦可以促进微细粒疏水聚团浮选,但其对白云石和胶磷矿的疏水聚团强化浮选作用选择性不强,难以促进二者的有效分离。(4)GJBW对微细粒胶磷矿和白云石人工混合矿分选选择性强于油酸钠,一次反浮选可获得P2O5品位30.22%、回收率88.59%的精矿;GJBW对细粒钙镁质磷矿石反浮选性能优于油酸钠,通过一次反浮选可以获得精矿P2O5品位30.66%、回收率84.18%的浮选指标。(5)150-28μm粒级部分,白云石颗粒-气泡诱导时间随粒度减小逐渐降低,45-28μm粒级诱导时间最短;-28μm微细粒诱导时间最大,表明微细粒不易于气泡粘附;随着气泡尺寸的减小,微细粒白云石诱导时间逐渐减小,表明微泡更有利细粒浮选。(6)随着酸用量增加,GJBW在微细粒白云石表面吸附量逐渐增大,而在微细粒胶磷矿表面吸附量逐渐降低,这是导致两种矿物能浮选分离的主要原因;GJBW酸性条件下在白云石表面等温吸附符合Langmuir单分子层吸附模型,计算吸附热小于化学键作用吸附热值,结合红外光谱和XPS分析结果,表明其在白云石表面发生物理吸附。(7)油酸与白云石、氟磷灰石表面相互作用能比水分子和氢氧根大,表明其可以克服水分子或氢氧根在矿物表面形成的水化层对矿物进行吸附和捕收;油酸在白云石表面的吸附能力大于氟磷灰石。
【关键词】：微细粒白云石 浮选 动力学 气泡-颗粒诱导时间 药剂作用机理
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD923
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-11
• 第一章 文献综述11-25
• 1.1 磷资源概况11-13
• 1.1.1 磷及磷的应用11
• 1.1.2 世界磷资源概况11-12
• 1.1.3 我国磷资源分布及特点12-13
• 1.2 磷矿选矿研究现状13-18
• 1.2.1 浮选工艺研究现状13-14
• 1.2.2 浮选药剂研究现状14-16
• 1.2.3 磷矿浮选脱镁研究现状16-18
• 1.3 微细粒矿物回收现状18-23
• 1.3.1 微细粒矿物回收特点18-19
• 1.3.2 微细粒浮选理论研究19-20
• 1.3.3 微细粒浮选工艺20-21
• 1.3.4 微细粒胶磷矿浮选研究现状21-23
• 1.4 论文研究目的意义及内容23-25
• 1.4.1 选题背景23
• 1.4.2 研究目的及意义23
• 1.4.3 研究内容23-24
• 1.4.4 技术路线24-25
• 第二章 试验样品、药剂、设备及研究方法25-32
• 2.1 试验样品25-26
• 2.1.1 来源及其制备25
• 2.1.2 物质组成25-26
• 2.1.3 化学元素组成26
• 2.2 试验药剂及仪器设备26-28
• 2.3 试验研究方法28-32
• 2.3.1 纯矿物浮选试验28
• 2.3.2 接触角测定28-29
• 2.3.3 诱导时间测定29
• 2.3.4 表面张力测定29
• 2.3.5 Zeta-电位测定29
• 2.3.6 吸附量测试29-30
• 2.3.7 红外光谱分析30
• 2.3.8 扫描电镜分析30
• 2.3.9 光电子能谱分析30
• 2.3.10 分子模拟计算30-32
• 第三章 微细粒白云石表面物理化学性质研究32-36
• 3.1 粒度组成32
• 3.2 表面元素组成32-33
• 3.3 表面形貌33-34
• 3.4 比表面积34
• 3.5 本章小结34-36
• 第四章 不同粒度白云石可浮性及浮选动力学研究36-45
• 4.1 粒度对白云石可浮性影响36-39
• 4.1.1 不同粒级白云石天然可浮性研究36-37
• 4.1.2 捕收剂作用下不同粒级白云石可浮性研究37-39
• 4.2 白云石浮选动力学研究39-44
• 4.2.1 粒度、捕收剂浓度对白云石浮选动力学行为的影响40-42
• 4.2.2 浮选动力学模型42-44
• 4.3 本章小结44-45
• 第五章 微细粒白云石浮选行为研究45-66
• 5.1 调整剂对微细粒白云石浮选行为影响45-55
• 5.1.1 酸作用时间对白云石矿浆pH值影响45-46
• 5.1.2 酸作用时间对白云石浮选影响46-50
• 5.1.3 酸作用时间对白云石表面溶解影响50-54
• 5.1.4 pH对微细粒白云石浮选影响54-55
• 5.2 GJBW与油酸钠浮选微细粒白云石性能比较55-58
• 5.2.1 捕收剂用量对白云石浮选影响56
• 5.2.2 温度对白云石浮选影响56-57
• 5.2.3 酸用量对白云石浮选影响57-58
• 5.3 添加Ca~(2+)、Mg~(2+)对微细粒白云石浮选行为影响58-61
• 5.3.1 Ca~(2+)对矿物可浮性影响59-60
• 5.3.2 Mg~(2+)对矿物可浮性影响60-61
• 5.4 非极性油疏水强化浮选微细粒白云石研究61-64
• 5.4.1 非极性油ZK添加方式对浮选微细粒白云石影响61-62
• 5.4.2 非极性油ZK用量对微细粒白云石浮选影响62-63
• 5.4.3 调浆强度对非极性油ZK浮选微细粒白云石影响63-64
• 5.5 本章小结64-66
• 第六章 微细粒胶磷矿-白云石人工混合矿浮选及细粒级钙镁质磷矿石浮选66-70
• 6.1 微细粒胶磷矿与白云石人工混合矿浮选66-67
• 6.2 细粒级钙镁质磷矿石浮选67-69
• 6.2.1 矿石性质67
• 6.2.2 浮选试验结果67-69
• 6.3 本章小结69-70
• 第七章 浮选药剂与微细粒白云石作用机理研究70-91
• 7.1 白云石表面润湿接触角70
• 7.2 微细粒白云石亲气性70-73
• 7.3 捕收剂溶液表面张力73-74
• 7.3.1 pH对捕收剂溶液表面张力的影响73
• 7.3.2 捕收剂浓度对其溶液表面张力的影响73-74
• 7.4 白云石表面电性74-75
• 7.5 捕收剂在微细粒白云石表面吸附量75-82
• 7.5.1 捕收剂在白云石表面吸附动力学76-77
• 7.5.2 捕收剂用量对其在白云石表面吸附量影响77
• 7.5.3 温度对捕收剂在白云石表面吸附量影响77-78
• 7.5.4 捕收剂在白云石表面吸附等温线及吸附热78-80
• 7.5.5 酸作用时间及其用量对捕收剂在白云石表面吸附量影响80-82
• 7.6 浮选药剂与微细粒白云石表面作用的红外光谱研究82-85
• 7.7 浮选药剂与微细粒白云石表面作用的XPS研究85-86
• 7.8 捕收剂与白云石表面作用的分子模拟86-89
• 7.8.1 晶体结构参数86-87
• 7.8.2 晶体结构、解理面以及超晶胞模型87-88
• 7.8.3 捕收剂与白云石作用机理分析88-89
• 7.9 本章小结89-91
• 第八章 主要结论与展望91-93
• 8.1 主要结论91-92
• 8.2 展望92-93
• 致谢93-94
• 参考文献94-99
• 攻读硕士学位期间主要研究成果99-100

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本文编号：535169