浮选固液系统的热力学理论及应用

浮选是发生在固液界面的物理化学行为,涉及多种物质组分之间的相互作用,是浮选理论研究的难题之一。同时,多种浮选药剂联合使用,提高矿物的浮选效果,是提高难处理矿产资源高效利用的有效手段。但对浮选固液复杂系统的研究极其困难,至今没有形成系统的理论,组合药剂提高浮选效果的物理机制也还没有获得统一的认识,这都限制了浮选理论的发展和浮选技术的进步。基于热力学基本方程,研究了浮选过程中药剂在矿物表面吸附的熵变和吉布斯自由能变化,构建了各种物质组分相互作用的热力学平衡方程组,提出了反映浮选药剂在矿物表面吸附能力的吸附平衡常数。应用浮选热力学平衡方程组,揭示浮选中各种矿物表面同质化效应的物理本质,推导出了浮选溶度积理论、双电层理论、吸附理论的数学表达式。建立了通过增加矿物表面吸附浮选药剂种类,提高浮选药剂的吸附熵变,减少吉布斯自由能变化,提高浮选药剂吸附的效率和稳定性,从而提高难处理矿物的浮选效果的高熵浮选理论和技术方法。

我国胶磷矿浮选药剂研究进展

我国磷矿资源丰富,以难选的中低品位胶磷矿为主。泡沫浮选是分选此类磷矿最有效的方法,浮选药剂是浮选中最重要的影响因素之一。从介质调整剂、絮凝剂、起泡剂、抑制剂及捕收剂等方面综述了胶磷矿浮选药剂在选矿工艺、药剂开发及机理研究等方面的最新进展,重点归纳了国内外磷矿抑制剂和捕收剂的研究现状与热点。药剂分子间的协同效应、多功能基药剂合成及药剂复配在处理中低品位胶磷矿时表现出了良好的分选效果,研制新型绿色高效、经济环保的捕收剂和抑制剂将是胶磷矿浮选药剂的重要发展方向。

硫组分在孔雀石层间吸附行为的分子动力学模拟研究

为深入研究孔雀石硫化过程中硫组分在层间的吸附行为,采用分子动力学模拟从微观角度对硫离子在孔雀石(-201)面吸附的运动轨迹、空间排布及相互作用等进行分析。研究结果表明:孔雀石表面和层间的硫化反应是快速的,且是同时发生的;硫组分的吸附呈现出明显的分层现象;硫组分可以与孔雀石结构的铜原子发生化学作用生成铜硫化合物;硫组分体现出较高的流动性,其自发地向垂直方向扩散和移动。综上所述,本研究从分子尺度证实了孔雀石硫化过程中插层硫化的发生,为孔雀石的高效回收提供了参考。

云南某砂岩型铜硫矿石工艺矿物学研究

采用化学多元素分析、物相分析、光学显微镜分析等分析测试手段对云南某砂岩型铜硫矿石的化学性质、主要矿物组成、矿石结构构造及各金属矿物的嵌布粒度和特性等进行分析。结果表明:该矿石氧化率低,铜矿物主要以硫化铜的形式存在,可回收利用的主要有价元素为Cu、S和Fe,品位分别为0.38%、8.92%和12.87%;主要金属矿物为黄铁矿,次为黄铜矿、闪锌矿,偶见方铅矿;脉石矿物主要由石英、绢云母、绢云母化长石、绿帘石等组成;矿石结构较为复杂,黄铜矿多与黄铁矿呈包裹胶结嵌镶或呈粒状星散分布于脉石胶结物中,选择合适的磨矿细度是实现铜硫有效分离的关键。针对以上工艺矿物学特征,推荐选用一段磨矿,优先选铜、尾矿再选硫的浮选原则流程。

云南兰坪氧化铅锌矿工艺矿物学研究

以兰坪金鼎矿区氧化铅锌矿为研究对象,采用化学分析、物相分析、X射线衍射分析、偏光显微镜分析等方式,查明矿石的结构构造、元素组成、矿物组成及含量、目的矿物的嵌布特征,目的矿物与其他矿物的共生关系,目的元素(铅、锌)的赋存状态。工艺矿物学研究结果表明,原矿中有用矿物为铅矿物和锌矿物,其中Pb品位为1.26%,Zn品位为8.40%。矿石中铅主要赋存在白铅矿、方铅矿中;锌主要赋存在菱锌矿、异极矿及闪锌矿中;脉石矿物主要为方解石、石英、白云母、黄铁矿(白铁矿)等。铅锌矿物种类较多且与其他矿物的共生关系较为复杂,易泥化、易过粉碎的缺点将会严重影响铅锌品位和回收率指标。鉴于此,宜采用分段浮选,先选铅,脱泥后再选锌,研究结果可以为兰坪氧化铅锌矿浮选工艺流程改造和合理开发利用氧化铅锌资源提供科学依据。

矿石碎磨能耗数学模型

根据矿石碎磨过程中能量输入和消耗的一般规律,以破碎比和磨矿比为自变量,能耗为因变量,经过条件假设,推导出矿石破碎和磨细所需要的能耗与破碎比和磨矿比之间的统一数学模型。研究结果表明:矿石碎磨能耗与破碎比和磨矿比的n次方成正比,对于破碎和磨矿阶段,对应的指数n分别为1和1/2;破碎和磨矿的能耗系数与矿石极限应力、弹性模数、密度、比表面能等力学性质有关;通过碎矿设备生产能力计算的经验公式和邦德功指数经验公式证明了所推导的数学模型的正确性;基于该模型和碎磨能耗最低原理,获得碎磨能耗最低时矿石最佳入磨粒度计算公式。

天然黄铜矿矿物晶体的表面弛豫信息与理论分析(英文)

通过XRD测定黄铜矿晶体的晶胞参数,表明黄铜矿结晶完整,内部原子排列规则。通过分子力学定性分析,指出黄铜矿表面弛豫出现表面富硫现象。采用AFM获得黄铜矿表面的三维微观结构拓扑图和表面电子云分布二维拓扑图。AFM分析测试结果表明,黄铜矿表面原子的纵向和横向排列与晶体内部相比发生了很大变化。纵向上,铜、铁和硫原子相对于原来的位置发生位移,即发生了表面弛豫,弛豫的结果使得硫原子位于表面的最外区域。横向上,AFM图谱显示原子间距不规则,表面发生重构,重构的结果使得部分两个或更多个原子靠近,形成原子聚集体。采用基于密度泛函理论的总体能量平面波超软赝势法,电子交换关联能结合广义梯度近似形式,对晶胞进行优化。结果表明,(001)面表面原子排布变得不规则,表面硫原子沿Z轴轴向外移,铜硫键和铁硫键键长增加,晶胞体积膨胀,表面发生弛豫,晶体结构发生重构。这种表面弛豫和重构导致的富硫表面和不规则的原子聚集对浮选具有重要影响。

攀枝花钛磁铁矿颗粒在磁选机中的受力分析

通过分析钛磁铁矿在磁选机中的受力情况 ,计算了以 0 .12 5mm为代表的粗粒和以 0 .0 4 5mm为代表的细粒钛磁铁矿颗粒在10 5 0mm× 30 0 0mm湿式永磁筒式磁选机中所受的磁力和机械力。在比较这两种力的基础上 ,分析讨论了该磁选机对分选 0 .12 5mm粗粒和 0 .0 4 5mm细粒的适应性。结果表明 ,现有的10 5 0mm× 30 0 0mm磁选机适合于 0 .12 5mm粗粒钛磁铁矿的磁选 ,但不适合于 0 .0 4 5mm细粒钛磁铁矿的磁选。如不改变该磁选机的磁场特性 ,要想提高 - 0 .0 4 5mm细粒级钛磁铁矿的回收率是比较困难的。

疏水性微细矿粒在水中的沉降速度

微细矿粒表面性质对其在水中的沉降有重要的影响,通过理论分析与计算,得出了包含表面性质因素的颗粒沉降的介质阻力公式和沉降末速公式。试验测定了疏水前后的单颗粒和粒群在水中的沉降速度。结果表明,矿粒表面疏水化后,在水中的自由沉降速度和干涉沉降速度均上升,这与理论分析结果相一致。

硫化对氧化铜表面黄药吸附活性及吸附层稳定性的影响

通过氧化铜矿表面黄药吸附量测定，矿浆溶液中残余黄药组分分析，研究了硫化钠、WSS对孔雀石表面吸附黄药的活性以及吸附量的影响。应用矿物表面捕收剂吸附层的稳定性计算公式．计算了孔雀石表面黄药吸附层的稳定性指数。结果表明，孔雀石经硫化钠、WSS处理后，表面对黄药的吸附活性下降，吸附量降低，而表面黄药吸附层的稳定性大大很高。

超临速磨机的工作原理和结构特点

介绍一种新型磨矿设备———超临速磨机的工作原理、结构和磨矿特点。超临速磨机导向机构的引入 ,人为改变了磨机超临界转速运动时其中矿石和介质的离心运动状态 ,使其按设计的抛物线轨迹运动 ,实现了超临界转速下的快速磨矿 。

超临速磨机中钢球和矿石的运动规律

介绍了超临速磨机的结构 ,分析研究了超临速磨机中矿石和钢球的运动规律 ,得出了钢球在抛物运动阶段的轨迹方程和钢球对矿石的冲击速度公式。结果表明 :钢球的抛物线运动轨迹主要决定于导向板下端点的位置 ,钢球对矿石的冲击速度决定于磨机的转速和直径。

矿物表面药剂吸附层水稳定性理论研究

以物质结构理论为基础，分析研究了双原子分子、三原子分子、矿物表面药剂吸附层的水稳定性。提出了异核双原子分子、异核三原子分子、矿物表面药剂吸附层的水稳定性假说。建立了矿物表面药剂吸附层水稳定性理论模型。

几种矿物颗粒在泡沫层中的沉降速度

试验测定方铅矿、钛磁铁矿、黄铁矿颗粒在泡沫层中的沉降速度,分析研究粒度及表面疏水性对颗粒在泡沫层中沉降速度的影响。结果表明,在所研究的粒级范围内,存在一个沉降速度最小的临界粒度。在临界粒度以上,颗粒粒度越粗,沉降速度越快,反之亦然。对于细粒方铅矿和黄铁矿,疏水性越强,沉降速度越慢。这种规律是在泡沫层中按疏水性分离矿物的基础。

低品位硫铁矿精选试验研究

为提高硫铁矿烧渣的铁品位,实现硫铁矿资源的充分利用,对w(S)约为17%和21%的低品位硫铁矿分别进行了实验室和工业精选试验。工业试验结果表明,精选后的硫精矿平均w(S)为51.09%,硫回收率达90.85%;该精矿经沸腾焙烧后,获得平均w(Fe)65.11%、w(S)0.21%的铁精矿,符合炼铁原料标准。

孔雀石表面黄药吸附层稳定性试验研究

通过孔雀石表面黄药吸附量测定 ,矿浆溶液中残余黄药组分测定与分析以及孔雀石的黄药浮选试验 ,研究了搅拌时间对孔雀石表面对黄药的吸附活性 ,黄药吸附层的稳定性以及孔雀石可浮性的影响。结果表明 ,硫化和WSS药剂对孔雀石的处理 ,使其对黄药的吸附活性下降 ,吸附量减少 ,但黄药吸附的稳定性大为提高 。

二硫代碳酸盐活化异极矿的浮选试验研究

对异极矿纯矿物进行了单泡浮选试验研究，讨论了甲基、乙基、丁基二硫代碳酸盐对异极矿胺法浮选的影响。证明甲基、乙基、丁基二硫代碳酸盐对异极矿无任何捕收能力，但这类药剂却能对异极矿的胺法浮选产生显著的活化作用。

超临速磨机中钢球和矿石的运动规律研究

介绍超临速磨机的结构 ,分析研究超临速磨机中矿石和钢球的运动规律 ,得出钢球在抛物运动阶段的轨迹方程和钢球对矿石的冲击速度公式。结果表明 ,钢球的抛物线运动轨迹主要决定于导向板下端点的位置 。

磷石膏浮选脱硅试验研究

以云南磷石膏为原料，通过石灰中和及反浮选脱硅试验，使磷石膏悬浮液ｐＨ值达１０，较好地消除了其中的水溶性Ｐ２Ｏ５和Ｆ，ＳｉＯ２的脱除率达８０％，同时除去油质有机杂质，将磷石膏制成了优质的石膏原料，为下一步的磷石膏综合利用创造了的技术条件。

螺旋管筛分机的筛分试验研究

在介绍螺旋管筛分机结构的基础上 ,通过与敲打细筛、弧形筛、水力旋流器、螺旋分级机、直线细筛的比较 ,得出了螺旋管筛分机的性能特点。在6 0 0mm×40 0mm型小型设备和半工业设备上进行筛分试验 ,结果表明 ,螺旋管筛分机筛分效率可达 90 %以上 ,返砂能自动提升 ,筛孔不堵塞 ,具备取代螺旋分级机的功能。