鏡鐵礦與綠泥石分選陰離子捕收劑結構及反浮選機理研究.pdf

1、2012年，我國鐵礦石原料對外依存度高達65％以上，嚴重威脅國家經濟安全，而國內卻有近120億噸微細粒鐵礦，因嵌布粒度微細、鐵礦物與綠泥石等含鐵硅酸鹽礦物共生，分選難度大而難以利用。
　　本文依托國家“十一五”科技支撐計劃，對儲量14億噸的袁家村鏡鐵礦石選礦中的關鍵技術進行研究，在浮選藥劑與礦物作用理論基礎上，通過浮選藥劑結構探索尋優(yōu)，研制出新型陰離子捕收劑A6（含多元雙鍵及多環(huán)的醚酸化合物）。該捕收劑對含鐵硅酸鹽礦物如:綠泥石、

2、閃石、云母浮選選擇性高，并具有耐低溫、耐礦泥的優(yōu)點。
　　研究中采用多種陰離子捕收劑對鏡鐵礦、綠泥石、石英單礦物進行了浮選試驗及對比，結果顯示在以CaCl2為活化劑、淀粉(SD)為抑制劑條件下，A6對綠泥石、石英及鏡鐵礦單礦物的浮選上浮產率分別為70％、93％和20％，而用傳統(tǒng)捕收劑A0（油酸鈉）對綠泥石、石英及鏡鐵礦單礦物的浮選上浮產率分別為45％、99％和25％，表明用捕收劑A6反浮選脫除鐵礦石中的綠泥石效果優(yōu)于A0。

3、　　運用MLA礦物分析儀、電子探針、X射線衍射及化學分析研究確定袁家村地區(qū)的綠泥石為斜綠泥石，化學式為（Mg2.15，F(xiàn)e2+2.23，Ca0.07，Mn0.01，K0.01）4.47 Al1.15[Al1A5Fe3+0.14(Si2.89 Ti0.03O10)](OH)8，為浮選藥劑結構尋優(yōu)奠定了基礎。紅外和紫外光譜測試表明，A6和A0在綠泥石表面發(fā)生化學吸附，A6在綠泥石表面的吸附強于A0，具有更好浮選性能;捕收劑吸附量測定表明，在

4、有調整劑SD和CaCl2作用的情況下，A6、A0在石英表面的吸附率分別為48.9％、29.7％;在綠泥石表面的吸附率分別為38.1％、18.0％，表明在該條件下，A6的捕收性能明顯優(yōu)于A0。
　　首次研究測定了捕收劑乳狀液在水溶液中的分散粒徑及溶解度，結果表明，在溫度為30℃和15℃時，A6乳狀液分散粒度均明顯小于A0，溶解度也高于A0，使得A6具有更好的浮選捕收性能。
　　XPS測試分析表明，在有調整劑SD和CaCl2的情

5、況下，A6作用后綠泥石表面Mg2p、Al2p光電子能譜峰明顯向低能方向移動，表明綠泥石表面發(fā)生了由A6向Mg、Al電子云轉移的化學鍵合反應，而A0作用下綠泥石中部分Mg峰和大多數Al峰還在原位，說明A6藥劑分子中位于環(huán)結構中的不飽和雙鍵和聚氧乙烯基都具有強供電子性，促使其與礦物表面金屬離子作用，從而強化了藥劑與綠泥石的化學吸附作用，而A0的化學吸附作用稍弱。
　　量子化學計算表明:無論是在分子狀態(tài)還是離子狀態(tài)下，捕收劑A6的前線分

6、子軌道能量差值AE值均較油酸鈉小，說明與油酸鈉相比，A6的反應活性更高，更易于和礦物作用，具有更強的捕收能力。在分子狀態(tài)下，A6的羥基氧的電荷分布略大于油酸鈉。而在離子狀態(tài)下，A6的羥基氧的電荷分布也遠大于油酸鈉。表明A6的羥基氧的電負性更強，更易與礦物表面作用，同樣說明了捕收劑A6的反應活性強于油酸鈉。
　　實際礦石反浮選試驗結果表明:捕收劑A6用于袁家村地區(qū)微細粒難選鐵礦選礦，浮選溫度從30℃下降到15℃，鐵精礦品位從65.4

7、8％下降到65.12％，回收率從71.23％下降到70.15％，變化很小，而用A0浮選時，礦漿溫度從30℃下降到20℃，鐵精礦品位從63.21％下降到54.00％，回收率從70.01％下降到58.62％，下降幅度很大?？梢夾6的選礦指標比A0有明顯優(yōu)勢，且耐低溫性能優(yōu)良。此外，A6比其它陰離子浮選藥劑有更好的耐礦泥性;對含鐵硅酸鹽礦物綠泥石、角閃石、云母等有更強的選擇性捕收能力;對小于19μm的鐵礦物回收效果明顯;可以實現(xiàn)低溫反浮選。本