微生物技术在低品位铁矿选矿中的应用研究

生物浮选技术(Bioflotation)具有效果好、工艺简单、生产成本低和不污染环境等优点。本研究以新分离的一株芽孢杆菌(Bacillus sp.)为选矿微生物,在研究细菌生长特性和吸附性能基础上,利用多种铁矿石开展浮选试验,为开发新型微生物浮选药剂提供理论基础。结果表明,该菌可吸附于赤铁矿表面,导致矿物形成疏水的团聚物而絮凝,而石英体系中却未观察到明显变化,这一现象是由该菌和不同矿物的表面Zeta电位决定的。生物吸附实验进一步证明该菌对不同矿物的吸附作用不同,赤铁矿对该菌的吸附作用明显大于石英矿物,从显微图中可以看出,该菌大量聚集于赤铁矿周围形成强烈吸附,而在石英体系中,并未观察到明显吸附现象。生物浮选实验表明该菌对四种铁矿都有一定捕收作用,但对鲕状赤铁矿和褐铁矿的效果较小,而对赤铁矿具有较好的生物浮选作用,由此可见,该菌在以石英为主要脉石的赤铁矿中可用作生物捕收剂使用。     

在赤铁矿-石英浮选体系中疏水细菌的作用

最近报道的文献表明，微生物有可能作为浮选药剂。本研究将非病源性疏水暗红球细菌(Rhodococcus opacus，缩写为R．opacus)作为赤铁矿-石英体系中的浮选药剂。对经微生物预处理前后的矿物进行了电泳迁移率测定、接触角测定、扫描电镜分析和微量浮选试验。微生物与矿物的相互作用使得矿物表面化学性质发生明显变化。赤铁矿与石英混合物的微量浮选试验表明。通过生物预处理，浮选赤铁矿颗粒和抑制石英颗粒是可能的。在所测定的pH范围内，可用DLVO理论解释与生物作用后石英颗粒Zeta电位、接触角和浮选行为的变化。对于赤铁矿，该理论仅适于预测在有限的pH范围内的吸附现象。     

细粒赤铁矿对淀粉与石英吸附特性影响及机理研究

通过不同粒度赤铁矿、石英单矿物及两者混合矿与淀粉抑制剂的吸附作用试验,结合FT-IR、AMF检测分析及表征,旨在分析细粒赤铁矿对石英与淀粉作用影响,为鞍山式细粒赤铁矿浮选过程的优化提供理论指导。试验结果表明：当吸附温度为35 ℃、矿浆pH值为11.5、淀粉浓度为3 g/L、吸附时间为5 min时,淀粉与赤铁矿、石英作用差异最大;随着淀粉浓度的增加,-0.037 mm粒级的细粒赤铁矿与其吸附作用强度明显增强;淀粉在赤铁矿表面发生了以范德华力为主的多分子层物理吸附,在石英表面的发生了多分子层的物理吸附,且存在吸附滞后现象。-0.045 mm的细颗粒赤铁矿含量为34.6%~88.4%时会削弱淀粉的抑制作用,导致铁精矿进入尾矿,降低浮选指标。     

利用红外光谱法研究铁矿石反浮选的选择性

这项研究的目的是利用红外光谱法研究铁矿石浮选的可选性,重点是研究玉米淀粉和烷基醚胺醋酸盐在吸附到赤铁矿和石英表面以后所产生的影响。研究得出的结论是烷基醚胺主要由于特殊的静电引力而吸附在赤铁矿和石英表面。玉米淀粉也吸附在这两种矿物表面,但是业已观察到,这种药剂更多地吸附在赤铁矿表面,而较少由石英吸附;同时,这两种矿物的吸附方式也明显不同。对这两种矿物而言,先吸附的玉米淀粉没有阻止烷基醚胺的吸附。产生选择性分离的原因是:在赤铁矿情况下,低胺吸附密度没有改变先由淀粉确定的亲水性;另一方面,对石英而言,由于较大量胺…     

羧甲基酰胺在赤铁矿反浮选中的抑制机理研究

为考察羧甲基酰胺抑制剂在赤铁矿反浮选脱硅中的应用效果,分别以聚丙烯羧酸(HPAM)、复配羧甲基酰胺DWP-3（由HPAM和小分子阴离子型抑制剂DNL按7∶3的质量比配制而成）为抑制剂,考察其对赤铁矿和石英单矿物可浮性的影响。单矿物浮选试验结果表明,DWP-3对石英的抑制作用较弱,对赤铁矿抑制作用相对较强,有利于赤铁矿反浮选脱硅。动电位检测和红外光谱测定结果表明：pH<2.95时,HPAM、DWP-3在石英表面存在静电吸附,pH>2.95时,HPAM、DWP-3在石英表面存在氢键吸附;pH<3.53时,HPAM、DWP-3在赤铁矿表面存在静电吸附,pH>3.53时,HPAM、DWP-3在赤铁矿表面存在氢键吸附和化学吸附。     

菱铁矿对赤铁矿浮选影响及机理研究

讨论了在油酸钠浮选体系中不同粒级菱铁矿对赤铁矿浮选的影响,不同粒级菱铁矿对赤铁矿和石英混合矿浮选的影响及其机理。结果表明,正浮选体系中,不同粒级菱铁矿均能够在一定程度上降低赤铁矿的浮选回收率,通过计算矿物溶解组分图和紫外分光光度计测试结果可知,各个粒极菱铁矿能够消耗大量捕收剂,其原因除了与矿物对油酸钠吸附量的差异有关外,主要是由于菱铁矿溶解的大量HCO~-_3、CO~(2-)_3与油酸根离子发生了竞争吸附。反浮选回收赤铁矿时,不同粒级菱铁矿的加入,均可降低浮选精矿TFe品位,并提高精矿中石英的回收率,主要原因是由于菱铁矿对石英的浮选产生了强烈的抑制作用,使石英进入精矿。     

油酸在赤铁矿上的吸附：存在的问题和解决的方法

在大量的矿物—表面活性剂体系中,浮选回收率和固液界面捕收剂的吸附作用具有良好的对应关系,但在赤铁矿-油酸体系中,未曾得到这种对应关系。本文对赤铁矿-油酸体系的研究结果表明,捕收剂及其复合物的沉淀作用能够导致很高的视在吸附作用(萃取方法—abstraction),因为油酸溶液组分对pH值等变化很敏感,如捕收剂及其复合物的沉积,对取决于矿浆pH的视在吸附作用的影响是非常重要的。在吸附体系中,为了从许多同时发生的复杂现象中得到数据,必须对实验过程倍加注意,本文所得到的结果揭示,在赤铁矿-油酸体系中,与pH值密切相关的浮选回收率和油酸的吸附作用的确是彼此相关的。     

草分枝杆菌在赤铁矿表面的吸附能力

微生物在矿物表面的吸附能力是决定微生物能否用作选矿药剂的基础。通过单矿物试验和显微镜观察研究了草分枝杆菌对-30μm微细粒赤铁矿的浮选行为，结果表明：赤铁矿在草分枝杆菌浮选体系中均以絮团形式存在，草分枝杆菌用量和浮选pH值影响絮团的大小和紧密程度，进而影响赤铁矿的上浮率；pH值应控制在5～7、草分枝杆菌用量应控制在16mg／L左右。利用热重分析法分析了草分枝杆菌在赤铁矿表面的吸附情况，得出单位质量-30μm赤铁矿对草分枝杆菌的吸附量为0．0212g／g，草分枝杆菌在赤铁矿表面的包覆率为17．6％。     

菱铁矿与赤铁矿和石英间相互作用能研究

鞍山式含碳酸盐铁矿石"分步浮选"体系中存在的主要矿粒有赤铁矿、菱铁矿、石英,各种矿物颗粒间的相互作用力导致微细粒菱铁矿粘附在粗粒赤铁矿和粗粒石英表面,这些矿粒间的相互作用决定了其在精矿和尾矿中的归属。浮选试验表明,大量-0.010 mm微细粒的菱铁矿吸附在粗粒赤铁矿和粗粒石英表面,改变了矿粒的表面性质,严重恶化了赤铁矿反浮选的选别指标。在不同质量分数-0.010 mm菱铁矿与赤铁矿和石英的三元混合矿浮选试验基础上,进行了微细粒菱铁矿和粗粒赤铁矿、粗粒石英间的相互作用能计算,从力学层面对浮选过程中精矿与尾矿的归属问题进行分析,为微细粒菱铁矿和粗粒赤铁矿、粗粒石英的有效分散提供理论依据。     

改性淀粉抑制赤铁矿反浮选石英的作用机理研究

通过矿物浮选试验、动电位测定以及吸附量测试,考察了4种淀粉抑制剂对赤铁矿和石英浮选性能的影响,并探讨了其作用机理。在碱性条件下,改性淀粉抑制剂对赤铁矿抑制效果明显,且以改性玉米淀粉效果最佳,改性磷酸酯淀粉、改性羧甲基淀粉的抑制效果次之,而普通淀粉抑制作用一般。同时4种淀粉抑制剂对主要脉石矿物石英的抑制效果均不明显。pH=10~12.5条件下,改性玉米淀粉因其羟基氧和裸露在赤铁矿表面的铁元素发生了化学键合,因而选择性抑制能力最佳。分子动力学模拟表明,改性玉米淀粉片段与赤铁矿作用更为紧密,验证了改性淀粉能更好地抑制赤铁矿。     

2，4-二羟基苯甲酸对赤铁矿和石英的抑制性能

通过单矿物试验比较了2,4-二羟基苯甲酸对赤铁矿和石英的抑制性能,结果显示,该药剂对石英有较强的的抑制作用,而对赤铁矿的抑制作用弱得多。在矿浆pH=8.4条件下,以30.4 mg/L油酸钠为捕收剂、40.2 mg/L 2,4-二羟基苯甲酸为抑制剂分选赤铁矿与石英的人工混合矿（配比为32）,可取得精矿铁品位64.03%、铁回收率90.66%的分选指标。动电位测试和红外光谱分析结果表明,2,4-二羟基苯甲酸在石英表面发生吸附时,依靠的是氢键作用。     

用阳离子型捕收剂DYP反浮选铁矿物

采用脂肪酸类阴离子捕收剂反浮选铁矿物,需要通过加温矿浆来保证其捕收性,不仅造成了能源的大量消耗,而且会对环境造成危害,为此东北大学研发了新型常温阳离子捕收剂DYP。为了研究其对铁矿物反浮选的分选效果,进行了石英、赤铁矿、磁铁矿单矿物及人工混合矿的浮选试验。结果显示：在捕收剂DYP体系中,3种单矿物的可浮性由强到弱依次为石英>赤铁矿>磁铁矿;DYP的用量为50 mg/L时,石英的回收率达到了97.33%,而赤铁矿和磁铁矿的回收率分别为6.50%、4.33%,说明捕收剂DYP具有很好的选择性,适合铁矿物反浮选。对捕收剂DYP在溶液中化学平衡、DYP对石英表面动电位及可浮性影响的分析表明,DYP对石英的捕收作用是静电吸附和氢键吸附协同作用的结果,且氢键作用强于静电吸附。     

Flocculation and flotation response of Rhodococcus erythropolis to pure minerals in hematite ores

Rhodococcus erythropolis as a flotation collector for hematite was evaluated in the study. The surface morphology and cell wall composition of R. erythropolis was analyzed. Zeta potentials for four pure minerals from hematite ores were measured before and after adsorption by R. erythropolis. Pure mineral flotation tests and mixed mineral separation tests were performed to describe adsorption characteristics and mechanisms. A rod-shaped bacterium was detected with CH₂, CH₃ and COO groups on its cell wall that imparted hydrophobicity and negative charges. The ability of R. erythropolis to collect hematite was stronger than its ability to collect quartz, kaolinite and apatite. For a pulp pH of 6 and a cell concentration of 75 mg/L, recovery rate of hematite was 89.67%. The recovery differences between hematite and quartz, kaolinite and apatite were 66.43%, 60.36% and 54.30%, respectively. These data indicated that electrical properties of hematite surface were more suitable for adsorption of R. erythropolis than other three minerals. The adsorbed hematite particles appeared as large agglomerates after interaction with R. erythropolis. The quartz, kaolinite and apatite particles, however, were in the form of dispersed particles or small agglomerates. The chemical adsorption of hematite on bacterial cell wall resulted in agglomeration. The effects of flocculation and flotation of R. erythropolis on micro-fine hematite particles were characterized for the first time. The results showed that R. erythropolis can act as a flotation collector for hematite from hematite ores.     

组合捕收剂在赤铁矿常温反浮选中的应用

脂肪酸类捕收剂（LTS）反浮选赤铁矿存在矿浆需加温的问题,将非离子型表面活性剂CW-1和CW-2、阴离子型表面活性剂CW-3和CW-4分别与LTS组合使用,拟通过药剂复配来降低浮选温度、提高反浮选指标。石英单矿物浮选试验结果表明：在温度为10 ℃,矿浆pH值为12时,分别以CW-3和LTS（用量为40+40 mg/L）、CW-4和LTS（用量为90+30 mg/L）为捕收剂浮选,石英的回收率分别达到99.44%和94.99%。人工混合矿浮选试验结果表明,10 ℃下,CW-3和CW-4分别与LTS组合使用时,赤铁矿精矿铁品位均比25 ℃下单独使用LTS浮选时的指标好;CW-3和LTS组合使用时,赤铁矿精矿铁品位提高了5.41个百分点;CW-4和LTS组合使用时,赤铁矿精矿铁品位提高了2.95个百分点。两种组合捕收剂在赤铁矿常温反浮选中均有较强的捕收能力。     

微细粒级赤铁矿对反浮选的影响

通过现场浮选产品特性分析、人工混合矿浮选试验及显微动态吸附量测定,并借助于SEM及EDS等分析手段,系统研究了微细粒级赤铁矿恶化反浮选指标、造成浮选尾矿铁品位偏高的机制。现场浮选产品特性分析结果表明,浮选尾矿-0.010mm粒级的产率为23.11%、铁矿物的单体解离度为80.43%,金属分布率达31.08%,是导致浮选尾矿品位偏高的主要部分。-0.010mm粒级赤铁矿与不同粒度、不同质量分数石英的人工混合矿浮选试验结果表明,当-0.010mm赤铁矿质量分数为40%时,赤铁矿粒度对浮选指标恶化影响最小。显微动态吸附量测定结果表明,当赤铁矿与石英粒度相近、含量相差很大,或者两者粒度相差很大、赤铁矿含量为40%时,赤铁矿与石英间的吸附较小,对反浮选的影响较小。     

四种阳离子捕收剂对赤铁矿和石英浮选行为的影响

以赤铁矿和石英为试验原料，探究了十二胺、十二烷基三甲基氯化铵、GE-609与N-十二烷基乙二胺四种阳离子捕收剂对两种矿物浮选行为的影响。结果表明，四种阳离子捕收剂对石英和赤铁矿均有一定的捕收作用，且对石英的捕收能力均强于赤铁矿；在四种捕收剂体系中，淀粉对赤铁矿均有明显的抑制作用，对于石英，淀粉除在N-十二烷基乙二胺体系中对石英一定抑制作用外，在其他三种捕收剂体系中淀粉对石英浮选影响较小。混合矿浮选试验表明，与十二胺和N-十二烷基乙二胺相比，十二烷基三甲基氯化铵和GE-609作为捕收剂时，精矿Fe品位和Fe回收率指标相对较优，与单矿物浮选结果一致。      

The entrainment effect on the performance of iron ore reverse flotation

An iron ore mineral processing plant in Brazil treating Itabirite ore was assessed by sampling a circuit consisting of Wemco 144 mechanical cells, as part of the AMIRA P9P collaborative research project. This paper presents and discusses the results of entrainability, water recovery and quartz and hematite grades associated to hydrodynamic parameters. The results indicated strong correlation between water recovery and hematite losses which was intensified by the operating conditions of the circuit.A potential alternative to reduce the hematite losses through entrainment and to increase quartz removal was to modify the traditional circuit design to treat rougher and cleaner/recleaner tails in different stages. In addition, the scavenger residence time must be matched to the quartz floatability. Changes to design and operation of these circuits are needed to sustain concentrate recovery and grade as iron ores become finer.     

Adsorption of starch,amylose, amylopectin and glucose monomer and their effect on the flotation of hematite and quartz

The depressant effect of corn starch, its polysaccharide components (amylose and amylopectin), the monomer glucose and the dimer maltose were studied on hematite and quartz, by means of infrared spectrometry, adsorption isotherms determination and microflotation tests. All the carbohydrates tested have been effective in maintaining hematite hydrophilic, including glucose and maltose; as for quartz, only a flocculation action (mainly by amylopectin) had a mild effect in decreasing its floatability by the amine collector. FTIR studies confirmed that the carbohydrates adsorbed intensively onto hematite and the spectra of the adsorbed polymers and monomer were very similar, even though the non-adsorbed monomer spectrum was markedly different. The common adsorption mechanism indicated is a surface reaction involving the iron ion.     

新型常温捕收剂DX-1对石英的浮选性能研究及机理分析

为解决赤铁矿阴离子反浮选脱硅过程中矿浆加热引起的能耗高等问题, 以月桂酸和液溴为原料, 采用催化加成法合成了一种新型常温阴离子捕收剂DX-1。通过石英单矿物浮选试验、石英和赤铁矿的人工混合矿浮选试验, 考察了DX-1的捕收性能, 试验结果表明:在常温条件下, DX-1对石英的捕收能力较强, 当pH=11.5时, 石英单矿物浮选试验可以取得石英回收率99.49%的指标, 人工混合矿浮选试验可得到精矿TFe品位65.91%、回收率98%的选别指标。并通过红外光谱及动电位等测试分析方法探讨了其作用机理, 结果表明:捕收剂DX-1与石英表面主要发生了化学吸附, 除此以外可能还存在静电吸附。这说明DX-1是一种可用于铁矿反浮选的新型高效常温阴离子捕收剂。      

N,N-二羟乙基十二胺对赤铁矿和石英的浮选性能研究

以赤铁矿反浮选脱硅体系为载体,通过单矿物浮选试验和人工混合矿分选试验考察了N,N-二羟乙基十二胺对赤铁矿和石英浮选行为的影响。单矿物浮选试验结果表明,N,N-二羟乙基十二胺对石英具有很好的捕收能力,在矿浆自然pH、N,N-二羟乙基十二胺用量大于13.33 mg/L时,石英回收率保持在90%以上;N,N-二羟乙基十二胺对赤铁矿的捕收能力较弱,在考察的捕收剂用量范围内,赤铁矿回收率不超过70%。人工混合矿分选结果表明,在矿浆自然pH、N,N-二羟乙基十二胺用量为20 mg/L、淀粉用量为3.33 mg/L条件下,可获得精矿铁回收率为86.86%、铁品位为65.28%的分选指标;N,N-二羟乙基十二胺可应用于石英和赤铁矿矿物的浮选分离。动电位测试结果表明,N,N-二羟乙基十二胺在石英表面发生了静电吸附。