本文關(guān)鍵詞：鈦鐵礦絮團(tuán)浮選的界面調(diào)控研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鈦鐵礦原礦中鈦嵌布粒度較細(xì),且受到現(xiàn)場“先選鐵后選鈦”的工藝流程限制,選鈦流程中微細(xì)粒(-20μm)礦物含量較高,常規(guī)浮選難以回收,從而造成資源的流失。鑒于此,本論文提出基于界面調(diào)控的絮團(tuán)浮選,強(qiáng)化鈦鐵礦的回收工藝,以鈦鐵礦和鈦輝石為研究對象,通過物性認(rèn)知、界面調(diào)控、絮團(tuán)行為等方式,實(shí)現(xiàn)鈦鐵礦的高效回收利用。論文從礦物特征和表面潤濕性著手,確定了通過界面調(diào)控強(qiáng)化絮團(tuán)浮選以提高鈦鐵礦分選的研究思路與目標(biāo),研究主要包括:通過絮團(tuán)行為及特性分析揭示此方法的實(shí)用性;從鈦輝石進(jìn)入泡沫產(chǎn)品的機(jī)制,引出調(diào)整劑對礦物的同步抑制-強(qiáng)化分散作用以及活化作用;通過顆粒間相互作用的界面調(diào)控,分析了顆粒間的分散/聚集行為;揭示了油酸鈉在礦物表面的吸附-絮團(tuán)調(diào)控行為;最后考察了實(shí)際礦物的絮團(tuán)浮選效果。首先研究了鈦鐵礦和鈦輝石純礦物的礦物組成、嵌布特征、表面潤濕性、表面自由能和固液界面的相互作用行為。研究表明,鈦鐵礦和鈦輝石的表面元素分布具有相似性;稀疏浸染狀的鈦鐵礦以片晶狀為主,而中等浸染狀鈦鐵礦以顯微片晶、蠕蟲狀為主;鈦輝石易于破碎,產(chǎn)生礦泥,不利于浮選;鈦輝石與鈦鐵礦(-20μm)的潤濕性差異不大,鈦輝石容易進(jìn)入精礦產(chǎn)品造成污染;鈦輝石在水介質(zhì)中形成的水化膜厚度略大于鈦鐵礦形成的水化膜。研究了鈦鐵礦和鈦輝石的絮團(tuán)浮選行為,適當(dāng)?shù)膹?qiáng)攪拌可提高顆粒的疏水性,增加絮體間或絮體與顆粒間的有效碰撞,促進(jìn)微細(xì)粒絮團(tuán);而在過高的攪拌強(qiáng)度下,形成的絮體因碰撞和高應(yīng)力又重新分散破碎;從絮團(tuán)粒度、微觀形態(tài)、絮體的分形維數(shù)、絮體的強(qiáng)度因子和恢復(fù)因子、濁度去除率表征礦物的絮團(tuán)行為。計算了鈦鐵礦/鈦輝石混合礦顆粒間的相互作用,確定鈦輝石進(jìn)入鈦鐵礦泡沫產(chǎn)品的機(jī)制,即鈦輝石很難通過礦泥罩蓋的方式進(jìn)入泡沫產(chǎn)品,主要通過實(shí)際浮選和泡沫夾帶的形式進(jìn)入。揭示了調(diào)整劑對礦物的同步抑制-強(qiáng)化分散的作用,研究了調(diào)整劑對礦物的絮團(tuán)浮選、表面親水性、表面電位、分散行為、活化行為的影響規(guī)律,達(dá)到鈦鐵礦和鈦輝石的有效分離。結(jié)果表明:CMC、六偏磷酸鈉、酸化水玻璃、水玻璃可顯著改變礦物的表面性質(zhì),水玻璃是鈦鐵礦分選的適宜抑制劑和分散劑;鉛離子是鈦鐵礦分選的有效活化劑。利用AFM測試和DLVO、EDLVO理論計算,探明了鈦鐵礦顆粒間、鈦輝石顆粒間和鈦鐵礦/鈦輝石顆粒間在水介質(zhì)和油酸鈉溶液中的相互作用力行為。結(jié)果表明:鈦鐵礦顆粒間在水介質(zhì)中以吸引力為主;鈦輝石顆粒間在水介質(zhì)中以斥力為主;經(jīng)油酸鈉疏水后,鈦鐵礦顆粒間、鈦輝石顆粒間作用力均以疏水力為主;在相同的條件下,鈦輝石顆粒間的吸引力小于鈦鐵礦與鈦輝石之間的吸引力,不利于浮選。通過油酸鈉在礦物表面的吸附-絮團(tuán)調(diào)控研究,考察了油酸鈉在礦物表面的吸附等溫線和吸附熱力學(xué)行為,分析了油酸鈉在鈦鐵礦表面的吸附絮團(tuán)機(jī)理,即Langmuir模型對兩種礦物吸附過程的擬合效果最優(yōu),油酸鈉在鈦鐵礦表面的吸附過程伴隨靜電吸附、特性吸附、化學(xué)吸附和疏水吸附;分析了鈦鐵礦和油酸鈉的浮選溶液化學(xué)特性;研究了油酸鈉用量對礦物形成的絮體分形維數(shù)影響,油酸鈉用量為35 mg/L時,鈦鐵礦表面形成絮體的分形維數(shù)最大為2.96,鈦輝石形成絮體的分形維數(shù)為2.15。利用石英晶體微天平(QCM-D),直觀研究了油酸鈉對鈦鐵礦表面Ti4+、Fe2+質(zhì)點(diǎn)的吸附行為和吸附熱力學(xué),確定了油酸鈉在鈦鐵礦表面吸附的定位離子。通過強(qiáng)攪拌和浮選柱靜態(tài)絮團(tuán)浮選,采用一粗一掃三精的浮選閉路流程,對鈦鐵礦實(shí)際礦物進(jìn)行絮團(tuán)浮選,可得到精礦品位45.72%,回收率51.18%的產(chǎn)品;采用磁選-一粗一掃兩精的浮選柱閉路絮團(tuán)浮選試驗(yàn),可得到品位47.21%,回收率55.31%的精礦產(chǎn)品,為鈦鐵礦的資源回收提供了工藝流程。
【關(guān)鍵詞】：鈦鐵礦 界面調(diào)控 絮團(tuán) 浮選 吸附 相互作用力
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD923
【目錄】：

• 致謝4-6
• 摘要6-8
• Abstract8-11
• Extended Abstract11-29
• 變量注釋表29-31
• 1 緒論31-48
• 1.1 課題來源31
• 1.2 研究背景31-34
• 1.3 微細(xì)粒礦物的剪切絮團(tuán)34-38
• 1.4 微細(xì)粒礦物界面調(diào)控的研究進(jìn)展38-46
• 1.5 研究內(nèi)容及技術(shù)路線46-48
• 2 礦物組成與表面性質(zhì)分析48-62
• 2.1 試樣材料及測試方法48-49
• 2.2 礦物組成及嵌布特征49-53
• 2.3 礦物的表面電位53-54
• 2.4 礦物的表面熱力學(xué)性質(zhì)54-60
• 2.5 本章小結(jié)60-62
• 3 礦物的絮團(tuán)浮選及鈦輝石進(jìn)入泡沫產(chǎn)品的機(jī)制62-81
• 3.1 分析測試方法62-63
• 3.2 礦物的絮團(tuán)浮選行為63-66
• 3.3 礦物的絮團(tuán)特性分析66-72
• 3.4 混合礦物的絮團(tuán)浮選試驗(yàn)72
• 3.5 鈦輝石進(jìn)入泡沫產(chǎn)品的機(jī)制72-78
• 3.6 鈦鐵礦對水回收率的影響78-80
• 3.7 本章小結(jié)80-81
• 4 調(diào)整劑對礦物表面性質(zhì)的強(qiáng)化調(diào)控81-94
• 4.1 抑制劑對礦物抑制作用的調(diào)控81-88
• 4.2 分散劑對礦物分散作用的調(diào)控88-90
• 4.3 鉛離子對礦物活化作用的調(diào)控90-93
• 4.4 本章小結(jié)93-94
• 5 顆粒間相互作用的界面調(diào)控行為94-108
• 5.1 測試平臺及理論計算公式94-101
• 5.2 水介質(zhì)中的顆粒間相互作用力101-104
• 5.3 油酸鈉溶液中顆粒間相互作用力104-107
• 5.4 本章小結(jié)107-108
• 6 油酸鈉在礦物表面的吸附-絮團(tuán)調(diào)控行為108-130
• 6.1 各因素對礦物吸附油酸鈉的影響108-114
• 6.2 油酸鈉在礦物表面的吸附熱力學(xué)114-115
• 6.3 油酸鈉用量在礦物表面吸附的絮體分形維數(shù)115-118
• 6.4 油酸鈉對鈦鐵礦的吸附絮團(tuán)機(jī)理118-123
• 6.5 石英晶體微天平（QCM-D）研究油酸鈉在鈦鐵礦表面的吸附行為123-128
• 6.6 本章小結(jié)128-130
• 7 絮團(tuán)浮選回收鈦鐵礦的應(yīng)用130-144
• 7.1 人工混合礦物的絮團(tuán)浮選調(diào)控試驗(yàn)130-132
• 7.2 實(shí)際礦物試樣132-133
• 7.3 全流程絮團(tuán)浮選試驗(yàn)133-142
• 7.4 磁選-絮團(tuán)浮選實(shí)驗(yàn)142-143
• 7.5 本章小結(jié)143-144
• 8 結(jié)論144-148
• 8.1 主要研究結(jié)論144-146
• 8.2 主要創(chuàng)新點(diǎn)146-147
• 8.3 研究工作展望147-148
• 參考文獻(xiàn)148-160
• 作者簡歷160-162
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集162

  本文關(guān)鍵詞：鈦鐵礦絮團(tuán)浮選的界面調(diào)控研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：316716