微细粒鲕状赤铁矿磁化絮凝行为与机理研究

为提高赤铁矿絮凝浮选指标，分别采用磁化水、磁化矿浆和磁化淀粉3种磁化方式对赤铁矿进行絮凝沉降，考察磁处理方式对絮凝效果的影响。结果表明，3种磁化方式均能提高鲕状赤铁矿絮凝沉降率。光学显微镜分析结果显示，经过磁化处理后的絮团较未磁化时表观粒径更大，结构更加紧密，同时观察到絮团周围分散着透明的石英颗粒，说明磁化处理能够显著促进微细粒赤铁矿选择性絮凝。在磁化水、磁化矿浆和磁化淀粉3种磁化方式作用下赤铁矿颗粒表面ζ电位均随着磁化时间的增加而降低，ζ电位的变化趋势与鲕状赤铁矿在不同磁化条件下沉降率的变化规律一致。3种磁化方式对微细粒赤铁矿的絮凝过程符合扩展的DLVO理论，其絮凝机理为：磁化处理能在不同程度上降低赤铁矿颗粒表面ζ电位，进而降低了微细粒赤铁矿颗粒间的双电层排斥力，降低了颗粒间的势能垒。     

磁化处理对微细粒赤铁矿浮选的影响与机理研究

为了提高微细粒赤铁矿浮选的分选效果,分别对浮选用去离子水和油酸钠溶液进行磁化预处理,研究了磁化预处理对微细粒赤铁矿和石英浮选效果的影响。结果表明,磁化水和磁化药剂均能显著提高微细粒赤铁矿的浮选回收率,且对石英有一定的抑制作用。在 pH=9、磁场强度 400 mT 时磁化水 7 min,赤铁矿浮选回收率最高达到 83.15%,比未磁化时提高了 10.79 个百分点;在 pH=9、磁场强度 100 mT 时磁化药剂 7 min,赤铁矿浮选回收率最高达到 80.14%,比未磁化时提高了 7.78 个百分点,说明磁化水对赤铁矿浮选的影响要大于磁化药剂。通过对磁化处理前后赤铁矿表面的 ζ 电位测定发现,磁化处理后的赤铁矿表面的 ζ 电位绝对值增大,说明磁化处理可以促进油酸根在赤铁矿表面的吸附。红外光谱分析结果表明,磁化处理可以增强油酸根在赤铁矿表面的物理吸附和化学吸附作用。通过对矿物表面质点反应的热力学计算可知,经过磁化处理有可能会促进 Fe3+与 Ol-反应正向进行,使赤铁矿表面吸附更多的油酸铁从而增加赤铁矿的可浮性。     

水的磁化处理对赤铁矿的可浮性影响

论文研究了浮选介质水经磁化处理后,赤铁矿的上浮率,介质表面张力与捕收剂用量和介质pH值的变化关系及其作用机理.试验结果表明,磁化处理可使油酸水溶液的表面张力降低,使赤铁矿上浮率增加.文章认为产生上述变化的原因是磁化处理增加了水分子的平均动能,削弱了水分子之间的色散力、诱导力、取向力,并影响水分子的聚合状态,使油酸在水溶液中的溶解度增大,进而使油酸分子离子二聚物的浓度增大.油酸分了-离子二聚物是有效的表面活性剂,对赤铁矿浮选有重要影响.     

搅拌流场对微细粒赤铁矿絮凝体特性的影响

微细粒矿物因为粒度较细使用常规的选别方法很难达到预期的分选效果,尤其是赤铁矿,赤铁矿由于其堪布粒度细,成分复杂成为世界公认的难选矿物之一。絮凝是解决矿物选别粒度的最直接的方法。本文以河北某铁选矿厂重选精矿为原矿样制取超纯赤铁矿,并对超纯赤铁矿样进行化学多元素分析,由结果可知赤铁矿纯矿物的的全铁品位为68.94%,纯度可达98.49%。以制取的超纯赤铁矿为研究对象,研究了不同搅拌槽形状、搅拌速度、作用时间以及轴向距离对絮凝体粒径和分形维数的影响,并通过计算絮凝体的强度和孔隙率说明絮凝体的特性。结果表明:搅拌槽形状为方形时,在搅拌转速为900 r/min,作用时间为3.5 min,轴向距离为2 cm的条件下能够得到絮凝体的粒径为35.44μm,分形维数为1.6589,絮凝体强度为1118.84 Pa/mm~2,孔隙率为51.70%。所得絮凝体密实程度较高,强度较好,为以后絮凝工艺的更深入研究提供了有力的依据。     

聚丙烯酰胺对细粒赤铁矿沉降行为的影响

细粒铁精矿在浓缩过滤环节存在沉降速率慢,溢流固体悬浮物浓度高,精矿滤饼含水率高等问题。通过添加絮凝剂产生凝聚、桥连等作用使矿物颗粒形成絮团,可以促进细粒铁精矿沉降。以某赤铁矿精矿为研究对象,阴离子型、阳离子型、非离子型和两性聚丙烯酰胺为絮凝剂,通过沉降试验及赤铁矿表面ζ电位测定来考察聚丙烯酰胺对赤铁矿絮凝沉降行为的影响。结果表明:赤铁矿颗粒与絮凝药剂分子间相互作用方式主要包括静电力、氢键、范德华力、化学吸附等,而ζ电位在这一过程中是否起主要作用以及对这一过程是起促进或者弱化作用主要取决于絮凝剂使用种类、用量和矿浆pH值。试验结果为选择合适絮凝剂更好促进细粒铁精矿沉降提供了理论依据和指导。     

微细粒赤铁矿絮凝体物理特性表征研究

在选矿工业中,絮凝已经被广泛地应用于浮选前微细粒矿石的处理.通过絮凝作用形成絮凝体的性质与实际矿石存在较大差异,基于絮凝分形理论以及欧几里得几何理论对微细粒赤铁矿絮凝体粒径分布、沉速、密度、孔隙率、强度以及分形维数等物理特性进行了表征试验研究,为赤铁矿絮凝体的研究提供理论基础.     

钙镁离子对细粒赤铁矿絮凝行为的影响

为了了解Ca²⁺、Mg²⁺对细粒赤铁矿絮凝行为的影响,以巴西某细粒赤铁矿石为研究对象,分别考察了用Na_2CO_3和Na OH调节矿浆pH的情况下,Ca²⁺、Mg²⁺对细粒赤铁矿絮凝行为的影响。结果表明:矿浆中Ca²⁺、Mg²⁺均能促进细粒赤铁矿的絮凝,随着Ca²⁺、Mg²⁺浓度的增大,促进效果增强。pH调整剂为Na_2CO_3时,随着矿浆pH升高,未达硬水浓度的Ca²⁺对细粒赤铁矿絮凝行为的促进效果均增强,而Mg²⁺对细粒赤铁矿絮凝行为的促进作用先增强后减弱;pH调整剂为Na OH时,随着矿浆pH升高,Ca²⁺、Mg²⁺对细粒赤铁矿絮凝行为的促进作用逐渐增强。矿浆中添加Ca²⁺与添加Mg²⁺相比,同等水硬度下,Ca²⁺对细粒赤铁矿絮凝行为的促进作用优于Mg²⁺。相同试验条件下,使用Na OH作pH调整剂时的细粒赤铁矿絮凝效果强于使用Na_2CO_3作pH调整剂时。     

不同絮凝剂对微细粒赤铁矿、石英的絮凝行为研究

通过单矿物沉降实验,考查了不同絮凝剂的种类、搅拌强度对赤铁矿、石英的絮凝行为影响规律。结果表明,4种絮凝剂剂对赤铁矿絮凝效果由强至弱的顺序为:苛化玉米淀粉羧甲基纤维素钠十二烷基磺酸钠聚丙烯酰胺。在一定范围内增强搅拌强度有利于微细粒颗粒的絮凝,但超过某一临界值后絮凝效果变差。Zeta电位测定表明,随着淀粉用量的增加,赤铁矿的电位逐渐增大,降低了颗粒间的静电斥力,促进淀粉在赤铁矿表面的吸附。     

药剂的磁化处理对赤铁矿浮选的影响及机理研究

为进一步明确磁化处理对浮选效果的影响规律及作用机理,以赤铁矿及石英为主要研究对象,探究磁感应强度、磁化时间、磁场位型等磁化处理工艺参数对浮选指标的影响,同时采用表面张力测试、电导率测试、Zeta 电 位分析等测试手段,从磁化处理对药剂与矿物的作用方面揭示了磁化处理药剂的作用机理。 在磁感应强度 150 mT、 磁化时间 6 min、1 号磁场位型(磁场梯度较高)的条件下磁化处理浮选药剂,赤铁矿回收率提高至 78. 27%,相较未磁化条件下,增加了 23. 62 个百分点;而石英回收率则基本不变,维持在较低水平。人工混合矿试验结果表明,在精矿 TFe 品位相近的情况下,磁化处理后精矿 TFe 回收率提高了 6. 75 个百分点。 磁化处理后溶液中油酸钠离子浓度增加,油酸根离子在赤铁矿表面的吸附增强,有利于赤铁矿和石英的浮选分离。研究结果对磁化浮选理论体系的建立有一定意义,可为磁化处理在赤铁矿浮选中的应用提供参考。     

微细鲕状赤铁矿颗粒絮凝行为研究

嵌布粒度极细的鲕状赤铁矿（小于20 μm）,极易泥化,具有严重的矿泥覆盖现象,传统的重选、磁选、浮选选矿工艺处理这类矿石,很难取得满意效果,致使微细铁矿物颗粒无法有效回收,造成有用矿物大量流失。已有大量的研究工作表明,选择性絮凝法是处理微细粒赤铁矿的有效分选工艺。为此,针对微细粒鲕状赤铁矿,研究了不同絮凝剂用量、搅拌时间、剪切速率及分散剂用量对絮凝行为的影响,为进一步选择性絮凝分选研究提供基础。     

搅拌流场中微细粒赤铁矿絮凝动力学研究

主要研究了搅拌转速与搅拌桨距槽底轴向距离对絮凝动力学的影响。研究结果表明：提高搅拌转速有利于提高絮凝体初始生长速率,但超过一定转速絮凝体初始生长速率常数K值变化不明显。当搅拌转速由900 r/min上升至1 000 r/min、1 100 r/min时,絮凝体初始生长速率常数K由0.008 5上升至0.012 3和0.012 5,分别升高了0.003 8和0.004 0;搅拌桨距槽底轴向距离对絮凝体初始速率的影响存在一定限制,当轴向距离由15 mm升至20 mm、25 mm时,絮凝体生长速率常数K值由0.009 7上升至0.012 1、0.010 9,分别增加0.002 4和0.001 2。通过修正絮凝动力学公式得出能够描述较大时间跨度下的絮凝过程的动力学公式。     

微细粒赤铁矿磁复合絮凝行为研究

以赤铁矿纯矿物作为研究对象,通过沉降试验来考察磁场和絮凝剂联合作用对赤铁矿絮凝沉降行为的影响。结果表明:通过磁场和絮凝剂的联合作用,沉降效果明显优于单一的高分子絮凝和磁絮凝。对复合体系中赤铁矿颗粒间总作用势能进行计算,计算结果表明磁场和絮凝剂的联合作用降低了复合体系中的势能垒,利于赤铁矿颗粒间的聚团。     

CaO-PAM在鲕状赤铁矿浮选废水处理中的混凝作用

鄂西高磷鲕状赤铁矿采用细磨-反浮选工艺可有效提铁降杂,实现铁的回收利用。但该工艺产生的废水浊度高,成分复杂,浮选废水回用困难。本研究对该反浮选废水进行了研究,发现废水pH值为9.6,散射浊度为95 780 NTU,悬浮物浓度为1 272 mg/L。采用氧化钙(CaO)与聚丙烯酰胺(PAM)联用混凝沉淀法处理该废水,用量分别为350 mg/L和20 mg/L时,搅拌速率80 r/min搅拌10 min,处理后废水浊度降至19.9 NTU,出水率为80%~90%。通过Zeta电位和扫描电镜研究发现,CaO-PAM的加入,降低了悬浮微细粒间的静电斥力,发生了双电层吸附,通过架桥作用使微细粒发生了絮凝沉淀,从而降低了废水浊度及金属离子含量,满足了废水循环使用的要求,降低了废水外排造成的资源浪费和环境污染危害。     

磁铁矿对赤铁矿磁化焙烧过程诱导作用试验研究

以磁铁矿和赤铁矿纯矿物为研究对象,考察了气体流量、一氧化碳浓度、焙烧温度、焙烧时间对磁铁矿诱导赤铁矿磁化焙烧过程的影响。结果表明：随着磁铁矿添加量的增加,焙烧产品饱和质量磁矩和反应分数都逐渐提高,即磁铁矿对赤铁矿磁化焙烧的诱导作用越来越强。随着磁化焙烧气体流量、焙烧温度、焙烧时间的增加,焙烧产品饱和质量磁矩和反应分数的增大趋势总体来说先增强后减弱,即磁铁矿对赤铁矿磁化焙烧的诱导作用是先增强后减弱的;随着一氧化碳浓度的增加,磁铁矿对赤铁矿磁化焙烧的诱导作用逐渐减弱。试验结果对优化铁矿石焙烧工艺,提高磁化焙烧过程焙烧效率具有一定的指导意义。     

赤铁矿表面磁化研究

采用空气氧化法在矿浆中直接合成磁性Fe₃O₄粒子, 从而达到表面磁化弱磁性赤铁矿的目的。考察了药剂用量、反应时间、溶液温度等因素对磁化的影响, 结果表明, 温度是影响磁化效果的重要因素, 50 ℃可视为磁化反应能否快速进行的临界温度。Fe²⁺离子浓度为0.012 mol/L, 氨水浓度为0.15 mol/L, 在50 ℃下磁化反应10 min后, 赤铁矿磁选回收率由磁化前的68.0%提高到95.2%。使用振动样品磁强计(VSM)和扫描电镜对磁化前后的赤铁矿进行了表征, 结果表明, 赤铁矿磁化后的比磁化率大于磁化前, 饱和质量磁化强度由磁化前的0.694 emu/g增加到1.415 emu/g; 可观察到磁化后的赤铁矿表面有微细颗粒Fe₃O₄晶粒覆盖。     

赤铁矿与褐铁矿磁化焙烧试验研究

赤铁矿与褐铁矿是复杂难选铁矿石中的主要铁矿物,在磁化焙烧过程中赤铁矿与褐铁矿的反应行为不 同。为实现磁化焙烧过程中铁矿物物相转化的精准控制,以天然赤铁矿与褐铁矿纯矿物为研究对象,考察了焙烧温 度、焙烧时间和 CO浓度对赤铁矿单一体系、赤铁矿-褐铁矿混合矿体系和褐铁矿单一体系磁化焙烧过程的影响。试 验结果表明：3 种样品的最佳磁化焙烧温度为 550 ℃,CO 浓度为 20%、最佳磁化焙烧时间分别为 12 min、10 min 和 8 min,最佳焙烧条件下,焙烧产物的磁性率分别为43.03%、42.79%和42.60%。采用BET分析探究了焙烧样品的表面性 质,BET分析结果表明,褐铁矿在磁化焙烧过程中因受热脱水使颗粒产生许多裂纹和孔隙,使样品的孔隙率和比表面 积增加,有助于CO与样品充分接触并反应,因而可以加快焙烧反应的进行。