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。     

不同搅拌条件对微细粒赤铁矿絮凝粒径的影响研究

通过单矿物絮凝试验,考察了搅拌速度、搅拌时间、轴向距离对赤铁矿絮凝行为的影响。结果表明,在搅拌速度300r/min,搅拌时间3min,轴向距离为2.5cm时,絮凝体平均粒径为35.38μm,这为后续的浮选提供了基础,同时对于浮选装置的优化提供了依据。对搅拌速度、搅拌时间、轴向距离三个因素进行正交试验,结果表明,搅拌速度对絮凝体粒径的影响最大,搅拌时间影响最小,并对所得絮凝体的特性进行了研究。     

响应曲面法优化赤铁矿絮凝体浮选行为研究

采用淀粉为絮凝剂对平均粒径为8 μm的赤铁矿纯矿物进行絮凝,形成平均粒径36.17 μm、絮凝体密度2.89g/cm3、絮凝体孔隙率49.12％、分形维数为1.90的絮凝体.根据Box-Behnken实验设计原理,采用响应曲面法建立pH值、捕收剂油酸钠用量、搅拌转速及三者之间交互作用对赤铁矿絮凝体回收率影响的多元回归方程,对实验结果进行了 ANOVA分析.在矿浆pH为7.76,油酸钠用量为132.22 mg/L,搅拌转速为1844 r/min,此条件下模型预测絮凝体回收率达到93.65％.通过赤铁矿浮选条件探究,得出其对絮凝体浮选的作用规律,为指导实践生产应用提供理论支撑.     

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。     

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。     

磁化处理对微细粒赤铁矿絮凝的影响

以赤铁矿纯矿物作为研究对象, 通过沉降试验来考察不同方式的磁化处理作用对赤铁矿絮凝沉降行为的影响。结果表明:矿浆和药剂在经过磁化处理后, 絮凝效果明显优于未经过磁化处理的絮凝效果, 且磁场强度越高絮凝效果越好; 在矿浆磁化和药剂磁化为60 min时赤铁矿沉降率达到最大值, 分别为73.9%和72.7%, 磁化矿浆比磁化药剂对赤铁矿絮凝的效果好; 磁化矿浆和磁化药剂两种不同磁化处理方式下的赤铁矿颗粒Zeta电位测量结果表明, 磁化处理会改变赤铁矿颗粒的Zeta电位, 分别从-50.765 mV减小至-43.538 mV和-44.006 mV; 磁化处理降低了赤铁矿颗粒间双电层排斥力, 降低颗粒间的势能垒, 使赤铁矿颗粒更易于聚团, 絮凝效果增强; 赤铁矿与淀粉红外光谱研究结果表明, 赤铁矿与淀粉分子间存在着化学吸附和氢键作用。      

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.     

响应曲面法优化细粒氧化铜矿浸出工艺

本文以某细粒难选氧化铜矿为研究对象,目的矿物为孔雀石,主要脉石为硅酸盐矿物。因细粒氧化铜矿物颗粒与气泡的碰撞概率较低,硫化浮选法难以将其有效回收,对其进行了硫酸浸铜试验。为了获得最优条件及最佳浸出率,借助响应曲面法对其进行了工艺优化:首先使用Design-expert10.0软件中的Box-Behnken模块设计实验方案,根据试验数据建立二次回归方程模型并进行方差分析;根据所得模型等高线及响应曲面图,分析各因素间交互作用对铜浸出率的影响;通过该软件优化分析,得到该浸出试验的最优参数并进行验证试验。模型得到的最优试验条件为:硫酸质量浓度175g/L,液固体积质量比为3.5,浸出时间为120min。在此条件下进行验证试验,得到铜浸出率为88.43%的理想指标,模型可信度高,试验设计合理,此优化工艺可作为生产中的应用参考。     

某微细粒赤铁矿纯矿物的絮凝试验研究

絮凝团聚可增大微细粒矿物的尺寸,有利于后续选别。以平均粒径为10.13μm的司家营赤铁矿纯矿物为试验矿样,分别考察絮凝剂种类及用量、矿浆p H、搅拌制度等因素对絮团粒度和沉降率的影响。试验结果表明:以支链淀粉为絮凝剂、用量为120 mg/L,在矿浆p H值为6、搅拌速度为1 000 r/min、搅拌时间3 min的最佳条件下,赤铁矿纯矿物可絮团至35μm左右,沉降率高于97%,指标较好,可为赤铁矿絮凝分选提供参考依据。     

基于响应曲面法的方铅矿表面改性参数优化

方铅矿的高效选择性抑制是铅多金属硫化矿浮选领域亟待解决的问题之一。本文采用硫酸对方铅矿进行表面改性使其可浮性降低而实现选择性抑制。针对方铅矿纯矿物,采用表面改性试验结合浮选试验,研究并确定了表面改性的主要影响因素和最佳条件。在试验研究基础上,采用响应曲面法对方铅矿表面改性的参数条件进行了优化,建立了主要参数,如硫酸浓度、改性温度、改性时间及三因素之间的交互作用对方铅矿可浮性影响的多元回归方程,预测数据分析结果表明,优化后的表面最佳改性条件为硫酸浓度2.10mol/L,改性温度91.08℃,改性时间24.75min,此时方铅矿的回收率仅为3.52%,实现了高效抑制。预测结果与验证试验结果一致,表明所选模型具有良好的预测性能。     

采用响应曲面法优化蓝晶石浮选试验

本文针对河北邢台卫鲁地区蓝晶石选矿流程中强磁选后的非磁性产品进行粗选试验研究。在单因素条件试验的基础上,根据Box-Behnken原理,建立了响应值精矿品位及精矿回收率与三个主要影响因素之间的回归方程,探索了最佳的药剂用量。在最佳浮选工艺条件下,即矿浆浓度25%,十二胺盐酸盐用量45 g/t,抑制剂淀粉用量380 g/t的条件下,预测精矿品位为39.46%,精矿回收率为66.53%。验证试验与预测值的相对误差均为0.02%,与模型预测值吻合度较高。证明了二者之间的高度相关性,说明该预测模型在本试验的研究范围内是有效、合理的。     

响应面法优化铁尾矿砂对铜(II)的吸附条件

以铁尾矿砂作为水体沉积物污染修复覆盖材料,研究了不同pH值、转速下铁尾矿砂对水相中Cu~(2+)去除情况,得出水相pH值在3～5时有利于Cu~(2+)去除率的提高;静态吸附与动态吸附相比有显著差异,转速为180 r/min时,铁尾矿砂对水相中Cu~(2+)去除率最高。使用Box-Behnken设计了响应面试验,研究了水相pH值、温度、Cu~(2+)初始浓度以及铁尾矿砂投加量4个因素对水相中Cu~(2+)去除作用,建立了铁尾矿砂对水中Cu~(2+)去除率的回归模型。其中各因素对响应值的影响次序为:温度>投加量>初始浓度>pH值。模型验证结果预测去除率与试验值偏差仅为0.08%,能够很好预测去除率变化情况。     

响应曲面法优化高灰难选煤泥浮选试验研究

以开滦地区某高灰难选煤泥为研究对象,采用Box-Behnken响应曲面法对煤泥浮选工艺参数进行优化。选取捕收剂用量、起泡剂用量、磨矿细度作为三个主要影响因子,利用Design Expert 8.0软件对数据进行分析计算,拟合得到二次回归方程。结果表明:起泡剂用量对浮选精煤产率、灰分的影响最为显著,响应曲面法优化的最优浮选条件为磨矿细度-0.075mm 80.76%、捕收剂煤油用量200g/t、起泡剂仲辛醇用量231.76g/t,该条件下获得精煤浮选产率87.13%,灰分12.44%的分选指标,浮选试验结果与预测值基本吻合,表明模型准确,优化方案可信。     

响应曲面法优化含锌尘泥选择性浸出工艺

本文利用稀硫酸作为浸出剂,进行了从含锌尘泥中选择性浸出实验研究.采用SEM、XRD及EDS表征含锌尘泥原料以及浸出渣的结构和形貌,揭示锌选择性浸出行为.根据Box-Behnken实验设计原理,采用响应曲面法建立硫酸浓度、浸出时间、液固比及三者之间交互作用对锌浸出率影响的多元回归方程,对实验结果进行了ANOVA分析.在硫酸浓度为0.42 mol/L,液固比为7∶1、浸出时间为25.29 min,此条件下模型预测锌的浸出率达到95.58％.     

响应曲面法优化低锌瓦斯泥酸浸试验研究

本文针对某低锌瓦斯泥进行硫酸浸出试验研究,利用Design expert 8.0软件对试验条件进行进一步优化,根据Box-Behnken原理,建立了响应值锌浸出率与三个影响因素之间的回归方程,并且采用响应曲面法(Response surface methodology, RSM)优化低锌瓦斯泥浸出锌的工艺条件,以探索较佳的浸出试验条件,并选取优化后的浸出条件进行验证试验。在最佳浸出工艺条件下,即常温下,硫酸浓度为0.58 mol/L,液固比为7:1,反应时间为40min,此时锌浸出率预测值为96.93%,通过试验验证,锌浸出率平均值为96.95%,取得了良好的工艺指标,与模型预测值吻合度极高。     

响应曲面法优化含氟矿井水处理及除氟机理研究

地表水或地下水流经富氟岩石易导致水中氟超标。水中氟超标易导致地方性氟中毒、生态环境的破坏,制约水资源综合利用。基于研制的一种高效除氟药剂,通过响应曲面分析中的Box-Behnken设计除氟试验,优化了pH值、除氟药剂投加量和快速搅拌时间对除氟效果的影响,并通过X射线光电子能谱(XPS)、X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)等分析手段对除氟药剂及处理后产生的污泥进行表征分析,探讨了除氟药剂去除氟离子的机理。试验结果表明:最佳除氟条件为pH值6.11,药剂投加量4.15 mL,快速搅拌时间10.90 min,此时可使F-从初始的20 mg/L降至0.453 mg/L,与模型预测的0.445 mg/L基本吻合。除氟机理为,药剂在含氟矿井水中形成铁铝硅氧的多核多羟基络合物,通过氟离子与羟基发生交换、取代羟基,将氟离子固定在多核多羟基络合物中,形成铝硅氧四面体结构的氟化物,实现除氟效果。对比现用的羟基磷灰石吸附为主体的处理工艺,本研究制备的除氟药剂具有处理工艺简单、处理效果稳定、处理成本低等优点。     

基于响应面法优化同槽电积锰和二氧化锰工艺研究

针对目前生产锰和电解二氧化锰行业能耗大、污染严重的问题,设计了一种同槽电沉积锰和二氧化锰工艺,在提高阴阳极电流效率的同时使得能耗最低,达到节能降耗的目的。结合响应面法对阴极硫酸铵浓度、阳极硫酸浓度、中隔室硫酸浓度、温度四个因素与阴阳极电沉积效率之间的交互作用进行分析,得到二次回归拟合模型,确定同槽电积的最佳条件为：阴极硫酸铵浓度为107.11 g/L,阳极硫酸浓度投加量为2.8 mol/L,中隔室硫酸浓度为0.516%,温度为40.2℃。阴极电流效率可达到84.79%、阳极电流效率可达到68.43%。分析表明,硫酸铵和温度对阴极电流效率交互影响最大、硫酸浓度和温度对阳极电流效率交互影响最大。电沉积得到的金属锰沉积紧密。电解二氧化锰粒径均一,形貌良好。     

基于响应曲面法的某硫化铅锌矿选铅工艺优化试验

广西某铅锌矿原矿含铅0.83%,含锌3.92%,矿物之间共生关系复杂。根据矿物性质,采用单因素试验及响应曲面相结合的试验方案对其浮选药剂制度进行优化。单因素试验表明,矿物最佳的磨矿细度为-74μm占80%,最佳ZnSO_4用量为1 800g/t。响应曲面优化试验表明,铅锌矿最佳的药剂用量为CaO 2 091.468 8g/t,丁基黄药23.552 0g/t,乙硫氮29.664 7g/t,在该条件下铅精矿品位和回收率为10.71%和52.18%。在试验确立的药剂制度下进行闭路试验,获得了品位为32.64%、回收率为48.21%、含锌12.19%的铅精矿。