马达加斯加某三水铝土矿磨矿浮选脱硅工艺试验研究

铝土矿试验矿样来自马达加斯加Sofia地区,Al_(2)O_(3)含量为32.06%,SiO_(2)含量为34.06%。矿石中含铝矿物主要为三水铝石;含硅矿物主要为石英,其次为高岭石。三水铝石以微晶聚合体形式存在,微细粒的其他矿物以包体形式嵌布在其中,矿样粒级越细聚合体中杂质矿物含量越高。矿样中-0.028mm粒级产率约占30%,高杂质含量的三水铝石聚合体占比超过95%,反浮选或正浮选几乎没有脱硅效果。石英的嵌布粒度集中于0.1~0.8mm,原矿矿样常规破碎磨矿产品中SiO_(2)在0.074mm以上粗粒级富集,富含石英矿物的矿粒过粗,采用反浮选无法脱除。研究提出了便于工业化实施的脱泥、分级、分别磨矿合并反浮选工艺流程,未破碎原矿矿样用2mm的筛子筛分,+2mm粒级矿样单独破碎磨矿,-2mm粒级矿样脱泥、沉砂单独磨矿,两种磨矿产品合并进入反浮选脱硅,获得铝硅比大于10、Al2O_(3)回收率大于40%的精矿。

配位化学在金属氧化矿浮选中的应用研究进展

综述了配位化学在金属氧化矿浮选过程中的最新应用研究进展,重点探讨了配位化学理论在金属氧化矿浮选界面作用机理中的应用。浮选是通过捕收剂/抑制剂等药剂分子强化不同矿物表面的亲/疏水性差异,借助气泡实现疏水矿物和亲水矿物选择性分离的界面物理化学过程。浮选体系中矿物晶体表面、浮选药剂及水分子均具有显著的配位特征,配体药剂分子与表面活性金属离子在空间结构和化学性质上的匹配,是现代配位化学中高精度“分子识别”的关键原则。同时,现代配位化学还包括配体(客体)与主体之间的氢键作用、静电作用及范德华作用等非传统的超分子作用(非共价键作用)。因此,本文提出界面配位作用是金属氧化矿物浮选界面过程的本质规律之一。界面配位作用是发生在原子、分子层次的微界面物理化学过程,界面配位化学精细调控研究对于实现复杂低品位金属氧化矿物的深度强化分选至关重要。本文从矿物表面金属离子的配位、表面水化配位,金属离子在水化表面预配位及浮选药剂预组装配位对典型金属氧化矿物的浮选配位化学研究进行归纳总结,并对未来浮选配位化学的研究重点进行了前景展望。

基于碎磨参数的介质优化及降低半自磨顽石积累实验研究

针对某大型钼矿存在半自磨机顽石积累、产能提升幅度有限等问题,在综合考虑不同测试方法下的碎磨参数及通过压载实验获得顽石粒级的基础上,运用修正后的Azzaroni公式进行钢球直径精确计算,并通过实验室实验进行合理性验证。研究结果表明:(1)三种测试方法获得的碎磨参数结果均表明了该矿石的难磨剥特性但在描述矿石抗冲击性能上仍有区别;(2)该矿石的顽石粒级为-80+20 mm;(3)半自磨机的最佳钢球方案为m(Φ130 mm)∶m(Φ110 mm)=1∶1。单一球径Φ130mm中+100 mm充当自磨介质的矿石磨矿产品较选厂Φ120 mm钢球方案提高了11.17百分点,顽石含量降低了1.67百分点;混合球径m(Φ130 mm)∶m(Φ110 mm)=1∶1的+100 mm含量较单一球径Φ130 mm提高了1百分点,顽石含量降低了3.41百分点,验证了所计算的最大钢球直径方案的合理性,并采用混合球径方案获得了更优的磨矿效果。

我国锂铍钽铌矿产资源选冶加工现状与展望

锂、铍、钽、铌选冶加工是保障我国相关资源安全供给的核心环节,鉴于资源禀赋的复杂性与矿区生态的脆弱性,需要加快形成适应我国资源特点的锂铍钽铌选冶加工技术体系。本文针对包括资源勘查、选矿、冶炼、材料加工在内的锂铍钽铌全产业链,总结了我国锂铍钽铌资源概况、选冶加工产业发展现状,分析了当代锂铍钽铌选冶加工的基本特点,凝练了锂铍钽铌资源勘查及选冶加工存在的问题。进一步研判了未来锂铍钽铌矿产资源选冶加工的重点任务,包括加强重点矿集区勘查、建立硬岩锂矿共(伴)生资源选冶综合利用技术体系、突破难处理液体锂资源清洁高效提锂关键技术、提高铍钽铌高端材料生产能力、加强尾矿综合利用研究、建立锂二次资源循环利用体系,提出了锂铍钽铌矿产资源选冶加工的保障举措,包括加强资源勘查,建立战略性储备机制,加强低品位资源综合利用和高端材料制备科技创新,给予铍采选冶加工企业以政策支持,扶持重点省份工业发展,建立区域性集中冶炼厂,支持我国企业境外投资资源开发,以此推动锂铍钽铌选冶加工及综合利用产业高质量发展、保障锂铍钽铌资源供应安全。

异硬脂酸钠体系下菱锌矿与方解石反浮选分离行为及机理研究

针对氧化锌矿中钙镁碳酸盐脉石含量高导致浮选分离困难、浸出酸耗高的问题,以碳链异构的异硬脂酸钠作为捕收剂,通过微浮选试验、Zeta电位测定、XPS分析及密度泛函理论计算等方法研究了菱锌矿与方解石反浮选分离行为及药剂在矿物表面的吸附作用机理。结果表明,增大矿浆pH值可以有效抑制菱锌矿的上浮,在强碱性的异硬脂酸钠体系下菱锌矿与方解石表现出了较好的反浮选分离趋势,在pH=11.5、捕收剂用量1.25×10^(-3) mol·L^(-1)的条件下,通过反浮选可脱除人工混合矿中62.1%的Ca,Zn的损失率为11.9%。与方解石相比,菱锌矿表面对水分子和OH-吸附能力明显更强,但对异硬脂酸根离子的吸附能力较弱;方解石表面与捕收剂分子之间存在明显的电子转移,矿物表面失去电子,羧基中的O原子周围电子密度增加,菱锌矿表面与捕收剂分子之间的电荷转移量相对较小。

胶磷矿浮选尾矿焙烧活化制备镁基胶凝材料试验研究

目的:针对胶磷矿浮选尾矿因排放量大、粒度细、烧失高等限制其难以有效利用的关键难题,本研究开展了磷尾矿焙烧活化、化学改性制备镁基胶凝材料的试验研究。方法:采用控制变量法研究了磷尾矿的焙烧温度、MgCl_(2)添加量和水灰比等条件对胶凝材料力学性能和微观结构的影响。结果:在焙烧温度为800℃、焙烧时间为2 h、MgCl_(2)用量为8%、水灰比为0.1时,胶凝材料试块的7 d抗压强度可达45.21 MPa,具有良好的力学性能;主要水化产物为518相和318相,为胶凝材料强度的提升起到了积极作用,促进了胶凝材料强度的提升。结论:该研究充分利用了磷尾矿镁含量高的天然禀赋特征制备出了性能优异的胶凝材料,为磷尾矿的高值化利用提供了一条新的思路。

有色金属硫化矿浮选配位化学

药剂与矿物的作用机理是浮选理论研究的核心问题,浮选配位化学理论突破传统自由金属离子范式,提出金属离子表面限域及限域一级近似模型,建立了包含矿物晶体结构的浮选药剂作用理论。对于含d轨道的过渡金属硫化矿物,如黄铜矿、闪锌矿、黄铁矿、毒砂、镍黄铁矿等,浮选药剂与矿物表面作用主要取决于d轨道在配位场中的结构和d电子排布,其中反馈π键决定了浮选药剂与含d轨道矿物共价性的强度。对于不含d轨道的矿物,如方铅矿、辉锑矿等,浮选药剂与矿物的作用主要是电价配位作用,金属离子的极化率和电子云扩展效应显著增强了药剂与矿物的共价作用。

微细粒钛铁矿的自载体浮选

研究了0～20μm微细粒钛铁矿浮选中的自载体作用及机理。结果表明:钛铁矿浮选中粗细粒交互作用受二者相对含量影响显著,粗粒载体比例达50%以上时体现出良好的自载体作用;在该浮选体系中,载体作用对载体粒度并不敏感,20～100μm粒级可不经分级直接作为载体;以载体浮选工艺处理攀枝花难处理微细粒钛铁矿实际矿石,与细粒矿物单独浮选相比,0～20μm粒级钛铁矿回收率由52.56%提高到61.96%。调浆前后的矿浆粒度分析及颗粒间相互作用计算表明,捕收剂在矿物表面吸附产生疏水力,从而使部分细粒粘附于载体,改善了矿浆粒度组成,优化了浮选环境。

Effect of surface dissolution on flotation separation of fine ilmenite from titanaugite

The influence of surface dissolution on flotation separation of fine ilmenite from titanaugite was investigated through infrared spectroscopic （FT-IR） analysis and X-ray photoelectron spectroscopy （XPS） test. The results show that surface dissolution in weak acid solution is helpful to enlarge the floatability difference between ilmenite and titanaugite. In weak acidic solution, as sodium oleate mainly interacts with Fe which results in ilmenite flotation, and surface dissolution is beneficial to its oxidation, the floatability of ilmenite after surface dissolution is increased; meanwhile, sodium oleate interacts with Ca and Mg which results in titanangite flotation, and the quantities of Ca and Mg on the surface of titanautite are decreased due to the surface dissolution, so the floatability of titanaugite after surface dissolution is depressed. For an ilmenite ore obtained from Panzhihua with TiO2 grade of 8.41%, flotation after surface dissolution treatment could increase TiO2 grade of rough concentrate from 26.7% to 31.73 %.

低品位菱镁矿浮选试验研究

针对辽宁某低品位菱镁矿,采用反-正浮选工艺进行了硅钙杂质脱除研究。其中,反浮选作业采用阳离子捕收剂BK428,主要脱除含硅脉石;正浮选作业采用阴离子捕收剂BK420,强化含钙脉石脱除。试验结果表明,采用上述工艺流程与药剂制度可以使MgO品位为43.52%,SiO2含量3.74%和CaO含量2.69%的原矿,获得MgO品位为47.02%的精矿,菱镁矿精矿中SiO2和CaO含量分别降低到0.29%和0.93%,MgO回收率为71.64%。达到了选矿除杂的目的。为综合利用菱镁矿资源打下基础。

从某超贫磁铁矿中浮选回收磷灰石试验研究

河北某超贫磁铁矿为岩浆岩型矿床,针对矿石中磷灰石结晶粒度粗、含量极低的矿石性质,开发出新型捕收剂BK420,可在较粗的磨矿细度下,从P2O5品位为1.22%的原矿,得到P2O5品位34.06%的精矿,回收率达到90.48%。该技术可在粗磨条件下实现磷灰石资源的高富集比、高利用率浮选,有利于超贫磁铁矿中磷灰石的经济高效回收。

某超贫磁铁矿中钛铁矿回收试验研究

河北某超贫磁铁矿中钛品位极低,为对其进行综合利用,本试验确定了"阶段磨矿、强磁—浮选"技术路线,即首先在较粗磨矿细度下进行钛铁矿的强磁选预富集,强磁粗精矿再磨后使用新型捕收剂BK426进行钛铁矿无抑制剂浮选。采用该技术,可以从TiO2品位为4.03%的超贫磁铁矿中得到TiO2品位45.48%、回收率为41.01%的钛铁矿精矿,较好地实现了超贫磁铁矿资源中钛资源的综合回收。

水玻璃在钛铁矿浮选中的作用

研究水玻璃对微细粒钛铁矿、钛辉石的抑制与分散性能,并通过动电位测定和红外光谱分析探讨其作用机理。结果表明:在pH=5.5～7.0的弱酸性环境下,水玻璃对钛铁矿与钛辉石的抑制表现出良好的选择性,这是因为水玻璃与钛辉石间的强烈作用阻碍油酸钠在钛辉石表面的吸附,起到抑制作用。红外光谱分析表明:水玻璃与钛辉石发生化学吸附,而在钛铁矿表面吸附较弱;在弱酸性条件下,由于钛铁矿与钛辉石表面带异相电荷而容易发生异相凝聚,添加水玻璃使二者表面电位均显负电性,矿粒间静电斥力迅速增大,从而减弱矿粒间的异相凝聚。

油酸钠对微细粒钛铁矿的捕收机理

以油酸钠为捕收剂,通过浮选实验、溶液化学计算、动电位和红外光谱检测研究了微细粒钛铁矿的可浮性及药剂与矿物的作用机理。结果表明:当油酸钠浓度为0.2mmol/L时,微细粒钛铁矿可浮性较好的pH值为4～10。油酸钠对钛铁矿的捕收作用主要由两方面因素控制:当pH值为4～6时,以油酸根离子与钛铁矿表面铁质点间发生化学作用为主,红外光谱分析显示作用产物为油酸铁;当pH值为6～10时,上述化学作用减弱,但油酸钠溶液中高表面活性组分离子-分子缔合物浓度增大,使钛铁矿保持了较好的可浮性。

pH对油酸钠在钛铁矿与钛辉石表面吸附的影响

通过热力学计算、X线光电子能谱及红外光谱测试,研究pH对油酸钠在钛铁矿与钛辉石表面吸附的影响。研究结果表明:钛铁矿在pH>5.5时都保持了较好的可浮性,钛辉石在pH为6～9和pH>10的条件下具有一定的可浮性;在酸性条件下,钛铁矿表面的Fe3+,Ca2+,Mg2+和Ti4+以及钛辉石表面的Fe3+,Ca2+,Mg2+和Al3+均能与油酸钠发生化学作用,其中钛铁矿表面的Fe2+在浮选过程中可以被氧化为Fe3+,成为矿物表面主要的活性吸附点,继而油酸根离子取代羟基生成油酸铁而吸附于矿物表面;钛辉石表面则以Ca2+和Mg2+与油酸根的化学作用为主。在碱性条件下,钛铁矿与钛辉石表面均主要以Ca2+和Mg2+为主与油酸钠作用。

水玻璃对菱锌矿与石英浮选分离的影响

通过单矿物浮选试验、ζ电位、吸附量测定及扫描电镜研究水玻璃对Ca2+存在体系下菱锌矿与石英浮选分离的机理。结果表明:pH为9.5-11时,Ca2+可以显著活化石英的浮选,并使水玻璃对菱锌矿的抑制作用增强,严重影响二者的分离;改变添加剂添加顺序,在矿浆中优先加入水玻璃,可以有效防止Ca2+在矿物表面的吸附,使捕收剂在矿物表面的吸附量差异增大,从而消除Ca2+对菱锌矿与石英浮选分离的影响。

六偏磷酸钠对菱锰矿与方解石浮选分离的影响

通过溶液化学计算、SEM-EDAX分析、ζ电位测试并结合浮选实验,以Na2CO3和六偏磷酸钠为调整剂,研究Ca2+存在体系中菱锰矿和方解石的浮选分离。结果表明:六偏磷酸钠对菱锰矿与方解石单矿物的浮选具有良好的选择性抑制作用,但在二者混合矿的浮选分离中,方解石溶出的Ca2+在调浆过程中可与Na2CO3反应生成CaCO3吸附在菱锰矿表面,使二者表面性质趋同,难以实现浮选分离;改变药剂添加方式,优先加入六偏磷酸钠络合溶液中的Ca2+,阻止其在菱锰矿表面吸附,避免菱锰矿表面性质改变,再加入Na2CO3调节矿浆pH,最终实现菱锰矿与方解石的浮选分离。

含硅抑制剂对钛辉石的抑制作用

研究了在油酸钠为捕收剂的浮选体系中,两种含硅抑制剂氟硅酸钠和水玻璃对微细粒钛铁矿与钛辉石浮选行为的影响。在实际矿石试验中,以水玻璃作为抑制剂且在弱酸性条件下(pH=5～6)成功实现钛铁矿与钛辉石的浮选分离,并通过吸附量测试、X射线光电子能谱(XPS)测试分析了水玻璃选择性分离钛铁矿的作用机理。结果表明:水玻璃对油酸钠在钛铁矿表面吸附影响小,却能在较大程度上降低油酸钠在钛辉石表面的吸附量,这为两种矿物的分离提供依据。其主要原因在于水玻璃能够与钛辉石表面的Mg、Fe和Al原子发生化学键合,增加钛辉石的亲水性,从而减少捕收剂在其表面的吸附。

Ca^(2+)对钛铁矿与钛辉石浮选行为的影响

以油酸钠为捕收剂,研究钛铁矿与钛辉石表面离子的溶出行为,并考察加入与脱除Ca2+对钛铁矿和钛辉石浮选行为的影响。研究结果表明:在浮选体系中加入Ca2+,对钛铁矿的浮选影响不大,但在碱性条件下活化了钛辉石的浮选;在浮选过程中,钛铁矿与钛辉石表面均有大量Ca2+溶解于矿浆中;脱除溶解离子后,钛铁矿的可浮性在弱酸性pH区间变化不大,在碱性pH区间明显变差,钛辉石在整个pH区间可浮性均变差;在脱除溶解离子后的矿浆体系中加入Ca2+,2种矿物在碱性矿浆环境下的可浮性都有所恢复;在碱性条件下,呈羧基络合物和氢氧化物沉淀形式存在的Ca2+吸附在钛辉石表面,使钛辉石表面油酸根离子的吸附活性质点增加,是Ca2+起活化作用的主要原因。

采用密度泛函方法研究铜铅分离的抑制机理

为了从微观层面揭示巯基乙酸钠用于黄铜矿和方铅矿浮选分离的作用机理,从量子化学计算入手,利用密度泛函方法对黄铜矿与方铅矿晶体及表面电子结构进行研究。结果表明:黄铜矿与方铅矿表面原子的电子结构性质(如能带结构、态密度、Mulliken布居等)的差异是直接影响其可浮性的根本原因。根据前线轨道理论,从能量角度比较两种矿物与药剂之间的相互作用能,揭示巯基乙酸钠可用于铜铅浮选分离的实质。