本文選題：角閃石　切入點：赤鐵礦　出處：《東北大學》2015年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：袁家村鐵礦為我國大型鐵礦床,己探明儲量12.6億噸。該礦床具有成分復(fù)雜、礦石類型多、礦物結(jié)晶粒度細等特點,通過國家“十一五”科技支撐計劃課題“微細粒復(fù)雜難選磁赤鐵礦高效選礦技術(shù)研究”、國家發(fā)改委重大產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)項目“太鋼袁家村微細粒鐵礦石選礦綜合技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用”等相關(guān)項目研究,石英型赤鐵礦已得到大規(guī)模開發(fā)和利用,但閃石型赤鐵礦尚無適宜的選礦方法進行分選,只能以“廢礦”堆存,開發(fā)利用此類型鐵礦資源具有重大的現(xiàn)實意義。本論文針對袁家村閃石型赤鐵礦的選礦分離,在系統(tǒng)的工藝礦物學研究基礎(chǔ)上,分別進行了磁選、浮選以及深度還原一磁選分離研究,揭示了閃石型赤鐵礦在不同工藝條件下的分選規(guī)律,并確定深度還原—磁選分離工藝是適合袁家村閃石型赤鐵礦分選處理的有效手段,可實現(xiàn)鐵資源高效回收利用。論文主要結(jié)論如下。(1)工藝礦物學研究表明,袁家村閃石型赤鐵礦石平均鐵品位為37.06%,主要有用礦物為赤鐵礦,主要脈石礦物為石英和角閃石。脈石礦物與鐵礦物結(jié)晶粒度微細、嵌布關(guān)系密切,鐵礦物條帶中常嵌有粒狀石英和角閃石包裹體,石英和角閃石條帶中也嵌有粒狀鐵礦物包裹體,兩者緊密共生,包裹體粒度小于0.01 mm；通過顯微鏡線段法分析礦物粒度可知,赤鐵礦-0.02 mm含量為63.96%,其中-0.01 mm為25.780%，石英的結(jié)晶粒度較粗,但角閃石-0.02 mm含量為59.96%,其中-0.01 mm為24.08%。該礦石具有“細、雜”特征,選礦難度極大。(2)磁選分離研究結(jié)果表明,當磨礦細度-0.074mm含量為85%、磁場強度為796 kA/m時,可獲得精礦鐵品位44.12%,尾礦鐵品位21.74%,鐵回收率81.66%的指標。角閃石作為主要脈石之一具有弱磁性,在強磁精礦中得以富集,富集比為1.15,此外礦物單體解離度低以及強磁分選過程中的夾雜,是造成強磁分選效率低的主要原因。(3)單礦物和人工混合礦浮選研究結(jié)果表明,在陰離子捕收劑油酸鈉反浮選體系中,淀粉除了能選擇性抑制赤鐵礦外,對角閃石也有一定程度的抑制作用,Ca2+不僅能有效活化石英,也能活化角閃石,但對角閃石活化能力較弱,致使角閃石與赤鐵礦分離困難；在陽離子捕收劑十二胺反浮選體系中,十二胺對石英、角閃石及赤鐵礦均表現(xiàn)出一定的可浮性,三者的可浮性差異較小。綜合比較赤鐵礦、石英和角閃石在陰離子和陽離子反浮選體系中的可浮性,可以發(fā)現(xiàn),陰離子反浮選體系中赤鐵礦與石英可浮性差異(91.65個百分點)陽離子反浮選體系中赤鐵礦與石英可浮性差異(86.52個百分點)陽離子反浮選體系中赤鐵礦與角閃石可浮性差異(59.52個百分點)陰離子反浮選體系中赤鐵礦與角閃石可浮性差異(16.89個百分點)。(4)動電位檢測和紅外光譜分析結(jié)果表明,CaC12可在石英和角閃石表面發(fā)生吸附,從而使石英和角閃石得到活化；淀粉分子鏈上的羥基可以在赤鐵礦和角閃石表面以氫鍵的形式發(fā)生吸附,而對石英幾乎不發(fā)生吸附,從而使赤鐵礦和角閃石得到抑制；十二胺在赤鐵礦、石英和角閃石表面均能發(fā)生物理吸附,造成了三者在陽離子反浮選體系中分選精度降低。上述分析結(jié)果與單礦物可浮性研究規(guī)律一致。(5)通過對強磁精礦開展陰離子反浮選和陽離子反浮選研究,其結(jié)果與單礦物可浮性規(guī)律相吻合。浮選分離精度差、精礦鐵品位低。研究結(jié)果表明采用常規(guī)選礦分離方法難以實現(xiàn)袁家村閃石型赤鐵礦石的有效分選。造成礦物間分離困難的主要原因是礦物結(jié)晶粒度微細,難以從根本上實現(xiàn)礦物間的單體解離；微細粒礦物在分離過程中容易發(fā)生非選擇性吸附與團聚,加劇了分離的難度；角閃石既含硅又含鐵的雙重屬性,限制了礦物間的分選。(6)袁家村閃石型赤鐵礦石深度還原—磁選分離研究結(jié)果表明,適當提高還原溫度,可加快還原反應(yīng)進程,有利于提高還原產(chǎn)物的金屬化率；配煤系數(shù)越大,體系中φ(CO)增大,可提高鐵氧化物向金屬鐵轉(zhuǎn)變的熱力學驅(qū)動力,但殘余炭會阻礙金屬鐵珠的兼并與長大,同時易生成滲碳體(Fe3C),降低產(chǎn)物的金屬化率；石灰作為添加劑可中和礦石的酸性物質(zhì),抑制了低熔點相的形成,減少液相對礦石內(nèi)部微孔的堵塞,可降低氣體傳輸阻力。采用深度還原處理該礦石,還原產(chǎn)物的金屬化率最高可達91.20%,磁選分離后鐵粉的鐵品位為92.94%,回收率為89.85%,通過篩分分級可得到部分鐵品位為96.18%的優(yōu)質(zhì)還原鐵粉。(7)以動力煤為還原劑,利用深度還原—磁選分離工藝生產(chǎn)深度還原鐵粉,是當前國內(nèi)加工利用復(fù)雜難選鐵礦資源的創(chuàng)新方法,深度還原鐵粉含鐵品位高(90%),有害雜質(zhì)元素低,可作為優(yōu)質(zhì)電爐煉鋼原料。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：東北大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TD951

【參考文獻】

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本文編號：1577791