鞍山式含碳酸鹽鐵礦石分步浮選機理研究

《鞍山式含碳酸鹽鐵礦石分步浮選機理研究》是依託東北大學，由李麗匣擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：鞍山式含碳酸鹽鐵礦石分步浮選機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：李麗匣
• 依託單位：東北大學

中文摘要

中國含碳酸鹽鐵礦石探明儲量達50億噸以上，鞍山地區含碳酸鹽鐵礦石總儲量約10億噸，該類型礦石採用已有的選礦工藝無法得到有效利用。因此，研究鞍山式含碳酸鹽鐵礦石開發利用過程中的基礎性科學問題具有重要的理論和實際意義。.本項目首次提出採用分步浮選法分選該類礦石，首先採用正浮選將碳酸鹽礦物分離出去，消除其對赤鐵礦和石英分選體系的影響，再通過反浮選得到鐵精礦，從而實現鐵的高效回收與利用。本項目深入到分子、原子的角度去研究鞍山式含碳酸鹽鐵礦石分步浮選的機理，揭示微觀範圍內發生的作用機制，獲得分步浮選過程中細粒級菱鐵礦對赤鐵礦及石英吸附罩蓋的不穩定性機制、菱鐵礦的適宜載體粒級及質量分數、礦粒表面間、礦粒與氣泡間相互作用力的顯微特徵、浮選藥劑與礦物表面作用機制、不同礦物的浮游互動式影響、吸附罩蓋動態過程等基礎理論，為分步浮選中回收率的提高提供理論指導，開闢含碳酸鹽鐵礦石高效開發新途徑。

結題摘要

針對鞍山式含碳酸鹽鐵礦石的高效開發利用，申請者採用“分步浮選”法分選該類礦石，首先採用正浮選將碳酸鹽礦物分離出去，消除其對赤鐵礦和石英分選體系的影響，再通過反浮選得到鐵精礦。本項目針對鞍山式含碳酸鹽鐵礦石“分步浮選”的機理展開研究，旨在為鐵回收率的提高提供方向。 項目研究了金屬陽離子、無機陰離子調整劑、有機抑制劑、組合抑制劑對鞍山式含碳酸鹽鐵礦石組成礦物浮選行為的影響。考察了浮選藥劑與礦物表面的相互作用形式，結果表明澱粉與菱鐵礦、赤鐵礦、石英三種礦物分別形成了一定的氫鍵締合基團，發生了大小不同的化學吸附，油酸鈉與三種礦物發生了分子吸附，CaCl2對石英的可浮性起到很大作用。藥劑與礦物表面相互作用能的模擬計算結果表明，在“分步浮選”正浮選體系下，油酸鈉與菱鐵礦的相互作用能最小，為-83.47kJ/mol；反浮選體系下，澱粉對赤鐵礦具有強烈的抑制作用，相互作用能低至-61.76 kJ/mol，但對菱鐵礦及石英的抑制作用弱，油酸鈉對活化後的石英具有很好的捕收作用，對菱鐵礦和赤鐵礦的捕收作用不強。 不同礦物顆粒間浮選互動影響研究結果表明，菱鐵礦的粒度是導致含碳酸鹽鐵礦石常規反浮選效果差的主要原因，菱鐵礦含量大於5.3%時，會惡化浮選指標。“分步浮選”體系下，菱鐵礦發生吸附罩蓋的臨界吸附百分數為17.89%，菱鐵礦質量分數x1、粒度x2與菱鐵礦在粗粒礦物表面的吸附百分數y間的關係模型為y=17.7449+0.1833x1-12.2172x2，當x1與x2的關係為x1≤66.6514x2+0.7916時，浮選指標較好。 不同礦物顆粒間相互作用能研究結果表明，微細粒菱鐵礦與粗粒赤鐵礦間相互作用能表現為引力，增大赤鐵礦動電位絕對值，可增加顆粒之間的靜電排斥力，減少微細粒菱鐵礦在粗粒赤鐵礦上的粘附；微細粒菱鐵礦與粗粒石英間也表現為引力，菱鐵礦在粗粒石英上發生粘附，導致浮選指標嚴重惡化。增大菱鐵礦的動電位絕對值，可以增加顆粒之間的靜電排斥力，減少微細粒菱鐵礦在粗粒石英上的粘附。 項目執行過程中出版學術專著2部，在國內外會議、國核心心期刊上發表與本課題相關的學術論文8篇，其中EI收錄論文3篇，申請國內發明專利3項，參加國際、國內學術會議各2次，共有1名博士生、4名碩士生參與項目研究。研究成果為“分步浮選”回收率的提高奠定基礎，並為“分步浮選”技術的工業套用提供指導。