赤铁矿反浮选体系中 CaCl2 与石英吸附作用机理研究

为进一步完善石英和赤铁矿浮选作用机理,探讨了活化剂 CaCl₂ 在石英和赤铁矿表面吸附特性的差异。 通过研究纯矿物吸附特性试验,采用原子力显微镜( AFM)、傅里叶红外光谱( FTIR)和 Zeta 电位检测进行分析和表 征,阐释了 CaCl₂ 在石英和赤铁矿表面的吸附作用机理。 试验结果表明:CaCl₂ 与石英和赤铁矿均在 pH 值为 11 ~ 12 时吸附作用较强;当 CaCl₂ 浓度超过 3. 0 g / L 时,石英和赤铁矿表面的吸附量差异逐渐增大;CaCl₂ 与淀粉抑制剂在矿 物表面发生了竞争吸附,在赤铁矿表面的活化吸附作用弱于抑制吸附作用;CaCl₂ 在石英表面的吸附作用符合单分子 层的物理吸附模型,且主要表现为静电吸附,CaCl₂ 可提高石英在矿浆中的分散度,有利于石英在活化过程中暴露出 更多的吸附活性位点,易于被捕收富集。     

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。     

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。     

磷酸酯淀粉在赤铁矿阳离子反浮选脱硅中的抑制作用及QCM-D吸附研究

以十二胺为捕收剂浮选赤铁矿和石英单矿物时,木薯原淀粉作为抑制剂选择性较差,而磷酸酯淀粉表现出较好的选择性。采用石英晶体微天平(QCM-D)测定了两种抑制剂溶液分别在Fe2O3镀层和SiO2镀层的石英晶体谐振器表面的吸附全过程,两种抑制剂在Fe2O3表面的吸附作用快、吸附紧密、吸附层质量较高、且吸附不可逆;两种抑制剂在SiO2表面的吸附层质量较低、且吸附可逆,同时吸附速度有显著差别,木薯淀粉的吸附速度快、而磷酸酯淀粉的吸附速度较慢。     

月桂酰胺丙基甜菜碱对赤铁矿反浮选性能及机理研究

两性表面活性剂月桂酰胺丙基甜菜碱(LAB)溶解性好、毒性低,还具有优异的发泡性能,具备作为捕收剂的基本条件。将LAB作为捕收剂首次引入赤铁矿反浮选脱硅体系中。为探究LAB-35对石英和赤铁矿的浮选性能,通过单矿物和人工混合矿浮选试验,分别考察了矿浆p H值、淀粉用量和LAB-35用量对石英和赤铁矿可浮性及分选性能的影响。通过接触角、红外光谱、Zeta电位和吸附量检测分析了LAB-35与石英和赤铁矿的作用机理。结果表明:LAB-35对石英具有良好的可浮性,对赤铁矿的可浮性较弱;在p H值为6.2、LAB-35用量为20 mg/L和淀粉用量为3 mg/L的条件下,可获得铁品位为66.17%、回收率为95.34%的浮选指标;机理分析表明,LAB-35与石英表面以静电吸附的形式发生作用,且在酸性至弱碱性条件下对石英的吸附能力较强。综上所述,LAB-35作为捕收剂在铁矿反浮选领域具有巨大潜力。     

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。     

微细粒石英对萤石浮选特性的影响研究

通过萤石和石英的纯矿物浮选试验、二者质量比为1∶1的人工混合矿浮选试验、表面电位分析和药剂吸附量测定,系统地研究了油酸钠浮选体系中微细粒石英对萤石浮选效果的影响。结果表明,在pH=6时,石英颗粒表面荷负电,萤石颗粒表面荷正电,二者易发生异相凝聚,降低油酸钠在萤石颗粒表面的吸附,造成浮选指标下降;氟硅酸钠能够有效抑制石英;六偏磷酸钠通过调节矿物表面电位,可改善萤石-石英体系分散程度,提高浮选指标。萤石与石英的人工混合矿矿浆在六偏磷酸钠、氟硅酸钠和油酸钠浓度分别为3×10~(-5)、2×10~(-5)和6×10~(-5)mol/L时,浮选精矿萤石品位达97.10%、回收率为60.80%。     

调整剂和抑制剂加入顺序对铁矿阴离子反浮选的影响研究

为了研究调整剂和抑制剂加入顺序对铁矿阴离子反浮选的影响,分别在不同的调整剂和抑制剂加入顺序下针对混合磁选精矿进行条件试验,应用具有耗散因子功能的石英晶体微天平(QCM-D)检测不同调整剂和抑制剂加入顺序对磁铁矿的吸附情况。研究结果表明:先调整后抑制的浮选效果均好于先抑制后调整;弱碱性条件下,磁铁矿表面对淀粉有轻微的吸附作用,然后在强碱性条件下添加油酸钠会发生显著的吸附作用,油酸根离子陷入吸附在磁铁矿表面的淀粉吸附层中或吸附在磁铁矿表面;在强碱性条件下,磁铁矿表面不吸附淀粉,在强碱性条件下添加油酸钠会在磁铁矿表面形成一层致密的吸附层,导致磁铁矿表面疏水。     

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。     

微生物技术在低品位铁矿中的应用研究

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。     

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。     

东鞍山含菱铁矿赤铁矿石分级浮选试验研究

东鞍山烧结厂矿石铁品位为32.45%,具有贫铁、高硅的特点,主要铁矿物为赤铁矿,主要脉石矿物为石英,同时含有少量的菱铁矿和磁铁矿,是一种含菱铁矿赤铁矿石。对磨矿细度为-0.074 mm占70%的产品筛分分析表明,随着粒度的增加,各粒级铁品位逐渐增大,铁矿物单体解离度逐渐减小。在该磨矿细度下进行分级浮选闭路试验,-0.074 mm粒级以柠檬酸为分散剂、氧化钙为活化剂、淀粉为抑制剂、KS-Ⅲ为捕收剂,+0.074 mm粒级以淀粉为抑制剂、十二胺为捕收剂,可获得精矿铁品位63.30%和铁回收率71.32%的浮选指标。与全粒级浮选相比,分级浮选可减弱微细粒矿物的黏附罩盖,提高浮选指标。     

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.     

铁离子淀粉配合物在某铁矿石反浮选中的抑制行为及机理

将苛性淀粉溶液和三价铁离子溶液调配成铁离子淀粉配合物溶液,以其和苛性淀粉为抑制剂,考察他们在铁矿石反浮选中对铁矿物的抑制性能,并从动电位和红外光谱角度分析了抑制剂与赤铁矿和石英的作用情况。试验表明:(1)铁离子淀粉的抑制能力和选择性皆优于苛性淀粉。(2)在矿浆p H为中性、铁离子淀粉用量为1 000 g/t、十二胺用量为400 g/t情况下,采用1次粗选流程处理铁品位为20.50%的巴西某矿石,可得到铁品位为46.79%、铁回收率为79.36%的铁精矿,该指标明显优于苛性淀粉用量为1 000 g/t时的指标。(3)动电位测试表明,铁离子淀粉和苛性淀粉对赤铁矿都有较强的吸附作用,使赤铁矿动电位负值增大,但铁离子淀粉对石英表面动电位的影响明显小于苛性淀粉,因而铁离子淀粉在浮选中表现出更好的选择性抑制效果。(4)红外测试表明,铁离子淀粉中淀粉分子主要通过C=O与铁离子发生配位作用,同时也存在一定的氢键作用,β-Fe OOH特征吸收峰的出现,说明铁离子淀粉可能是以β-Fe OOH为胶核,淀粉分子通过配位和氢键作用吸附在胶核表面形成配合物,对十二胺在赤铁矿表面吸附具有更强的空间阻碍作用,抑制性能更好。     

羧甲基淀粉取代度对抑制赤铁矿影响

以木薯淀粉和四种不同取代度羧甲基淀粉(CMS)为抑制剂,研究了油酸钠体系中赤铁矿和石英的可浮性以及原淀粉和CMS对赤铁矿和石英的选择性抑制作用。通过纯矿物的单矿物和人工混合矿试验研究得出:原淀粉、CMS对赤铁矿都有很好的抑制作用,取代度0.0497CMS对赤铁矿的抑制效果最好;在pH值为11.80、氯化钙浓度40 mg/L、CMS浓度2 mg/L、油酸钠浓度为150 mg/L的条件下,获得的铁精矿品位为66.35%、回收率为95.86%。并且通过红外光谱、Zeta电位测试以及XPS光谱分析表明,抑制剂CMS在赤铁矿表面产生了吸附,从而使赤铁矿受到抑制。     

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。     

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。