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鄂西高磷鲕状赤铁矿分选的研究

作　者: 郑贵山
导　师: 刘炯天
学　校: 东北大学
专　业: 矿物资源利用与环境控制
关键词: 高磷鲕状赤铁矿粗粒脱磷细粒脱硅阶段磨矿阶段选别浮选浮选柱
分类号: TD951
类　型: 博士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

鲕状赤铁矿是我国一种重要的沉积型铁矿床,也是国内亟待开发的国际知名的难选矿石。本文对已有的研究成果进行了分析,包括不同地域的鲕状赤铁矿的不同分选方法,并对不同分选方法的选矿效果进行分析和评述。在对鲕状赤铁矿的工艺矿物学特征研究的基础上,结合矿石的磨矿粒度特性,提出采用阶段磨矿阶段选别是处理该矿的较好方法。并通过对磷灰石和绿泥石的浮选特性的研究,分析了矿浆环境和调整剂在鲕状赤铁矿浮选过程中对磷灰石和绿泥石选别的影响,最后提出了一个完整的处理鲕状赤铁矿选别流程,并针对细粒级选别流程,对浮选柱和浮选机选别指标进行了对比。利用扫描电镜、XRD衍射和金相显微镜对鲕状赤铁矿进行了工艺矿物学研究,分析了鲕状赤铁矿不同矿物之间的结晶结构、赋存状态、嵌布特征和矿物的连生关系等。研究表明赤铁矿与脉石矿物主要成鲕状构造和浸染状构造及同心环状构造,赤铁矿与鲕绿泥石互层,鲕粒间石英和磷灰石的嵌布粒度较大且含量较多,另有少部分粗粒级的磷灰石和石英赋存于鲕粒内,鲕绿泥石是构成鲕状赤铁矿基质的主要矿物。根据矿物性质和嵌布特征,提出了在粗磨情况下脱除粗粒级的石英和磷灰石,细磨后进一步提铁降硅的选别思路。鲕状赤铁矿浮选单因素条件实验优化结果为：矿浆浓度20%,NaOH调整溶液的pH值为10,加入硅酸钠20g/t,苛化淀粉10kg/t,调浆2分钟,加入生石灰4kg/t,再调浆2分钟,之后加入捕收剂油酸钠8kg/t和煤油20g/t。矿浆环境和分散剂对磷灰石和绿泥石浮选的影响试验表明,pH值、硅酸钠用量和油酸钠用量对磷灰石和绿泥石的选别都有很大影响。矿浆环境中的金属离子Ca2+、Mg2+对油酸钠浮选磷灰石和绿泥石普遍具有抑制作用,碱性条件下,提高pH值可以降低Ca2+、Mg2+对磷灰石抑制作用的影响。适量添加硅酸钠可以起到很好的分散效果,有利于阴离子反浮选对脱磷,但对脱硅有一定的抑制作用,调整和优化硅酸钠用量可以实现在鲕状赤铁矿反浮选脱硅的同时脱磷。不同磨矿细度条件下浮选结果显示,影响选别指标的主要是细粒级产物；分析粗磨浮选尾矿发现,尾矿粗粒级中脉石解离较为充分,细粒级产物铁含量较高,通过筛分脱除粗粒级颗粒后强磁选可提高回收率；对浮选精矿粒度分析发现精矿中-0.080+0.050mm粒级的含铁量较高,应加强对这部分铁精矿的回收,所以初步确定只对浮选精矿中粗粒级部分进行再磨,粗粒级再磨后与细粒级混合再选达到提铁降硅的目的。对浮选精矿进行了X射线衍射分析和粒度分析,表明影响精矿品位提高的原因在于细粒级铁精矿中存在有难分离的微细粒硅酸盐,导致铁精矿很难有大幅度的提高。本文使用激光粒度仪测定酸溶解前后矿物的粒度,通过对酸溶解前后粒度累积曲线的计算分析石英的解离,该法测定矿泥中细粒级的石英最小粒度可达1.5μm,脱泥后的铁精矿中石英的最小粒度达3.7μm。铁精矿只有磨矿到-0.028mm,石英才能大部分解离,很难将其浮选完全脱除。通过实验和综合分析,最终确定了采用阶段磨矿阶段选别的工艺流程,可以获得精矿铁品位为57.52%,铁精矿中磷的含量为0.12%,总回收率为75.19%。该矿物分选流程具有较强的针对性,实现了同时脱硅脱磷的目标。该工艺流程对于处理同类高磷难选鲕状赤铁矿具有借鉴意义。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-9
目录  9-11
第一章文献综述  11-31
  1.1 高磷鲕状赤铁矿资源及开发  11-12
  1.2 高磷鲕状赤铁矿开发的技术难点  12-14
  1.3 高磷鲕状赤铁矿分选方法及研究进展  14-29
    1.3.1 重选法  14-16
    1.3.2 高梯度磁选法  16-19
    1.3.3 焙烧磁选(磁化焙烧)法  19-21
    1.3.4 直接还原磁选法  21-23
    1.3.5 化学方法脱磷法  23-24
    1.3.6 微生物法脱磷法  24-25
    1.3.7 冶炼法脱磷法  25
    1.3.8 浮选脱磷提铁法  25-29
  1.4 本文研究方法和主要研究内容  29-31
第二章鄂西高磷鲕状赤铁矿工艺矿物学  31-51
  2.1 矿石来源和主要实验设备  31
  2.2 矿石的化学组成及矿物组成分析  31-33
    2.2.1 原矿的化学成分  31-32
    2.2.2 原矿的矿物组成  32-33
  2.3 矿石中主要矿物的矿物学特征  33-45
    2.3.1 赤铁矿的矿物学特征  33-37
    2.3.2 褐铁矿的矿物学特征  37
    2.3.3 含磷矿物的矿物学特征  37-43
    2.3.4 绿泥石的矿物学特征  43
    2.3.5 石英的矿物学特征  43-45
  2.4 鲕状赤铁矿矿石的矿物学特征  45-48
  2.5 阶段磨矿阶段选别研究思路的提出  48-49
  2.6 本章小结  49-51
第三章鄂西高磷鲕状赤铁矿粗磨浮选脱磷的研究  51-91
  3.1 主要实验方法及设备  51-53
  3.2 磷灰石单矿物浮选的研究  53-60
    3.2.1 样品及实验流程  53-54
    3.2.2 矿浆环境对磷灰石浮选的影响  54-57
    3.2.3 分散剂的选择和药剂制度对磷灰石浮选的影响  57-60
  3.3 高磷鲕状赤铁矿粗磨试验  60-71
    3.3.1 磨矿方法和磨矿流程  61-62
    3.3.2 磨矿产物的粒度分布特征  62-63
    3.3.3 磨矿产物的矿物分布特征  63-66
    3.3.4 合理磨矿细度的初步确定  66-71
  3.4 基于粗磨条件下的浮选研究  71-85
    3.4.1 浮选方法及工艺流程  71-73
    3.4.2 反浮选药剂制度及优化  73-80
    3.4.3 粗磨浮选结果及分析  80-85
  3.5 粗磨细度的确定和浮选机浮选脱磷工艺的形成  85-89
  3.6 本章小结  89-91
第四章鄂西高磷鲕状赤铁矿细磨再选提铁降硅的研究  91-125
  4.1 粗精矿来源及性质  91
  4.2 细磨粒度的确定  91-94
  4.3 绿泥石单矿物浮选的研究  94-100
    4.3.1 样品及实验流程  94-95
    4.3.2 矿浆环境对绿泥石浮选的影响  95-97
    4.3.3 分散剂的选择和药剂制度对绿泥石浮选的影响  97-100
  4.4 细粒级浮选精矿提铁降硅工艺的研究  100-122
    4.4.1 细粒级浮选精矿脱泥的研究  100-102
    4.4.2 阴离子捕收剂再选脱硅提铁的研究  102-109
    4.4.3 阳离子捕收剂再选脱硅提铁的研究  109-110
    4.4.4 高磷鲕状赤铁矿正浮选和反浮选可行性对比分析  110-122
  4.5 粗选精矿再磨浮选柱提铁降硅分选试验  122-123
  4.6 本章小结  123-125
第五章鄂西高磷鲕状赤铁矿阶段磨矿阶段选别工艺  125-136
  5.1 阶段磨矿阶段分选工艺的形成  125-129
  5.2 脱硅提铁闭路试验及分选指标  129-135
    5.2.1 浮选机闭路试验  129-131
    5.2.2 浮选柱闭路试验  131-135
  5.3 工艺流程特点及分析  135-136
第六章结论与展望  136-138
附录一宁乡式铁矿的分布略图  138-139
附录二鲕状赤铁矿中常见矿物性质表  139-140
参考文献  140-145
致谢  145-146
作者简介  146-147
作者攻读博士学位期间发表的主要论文  147-149
附图  149-161

鄂西高磷鲕状赤铁矿分选的研究

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