鈦鐵礦絮團(tuán)浮選的界面調(diào)控研究.pdf

1、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)

2、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

3、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)、

4、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(jì)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

5、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(jì)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

6、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(shí)，鈦鐵

7、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