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钛铁矿与钛辉石的表面溶解对矿物可浮性的影响研究

作　者: 鄢代翠
导　师: 张国范
学　校: 中南大学
专　业: 矿物加工工程
关键词: 钛辉石 钛铁矿 浮选 金属离子 溶解
分类号: TD91
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


微细粒钛铁矿比表面积大,在浮选矿浆中的表面溶解将改变矿物的表面性质与浮选矿浆的溶解化学环境,影响矿物的分离。攀枝花钛铁矿中细粒矿物含量高(-19μm占35%左右),矿物溶解行为复杂,严重恶化钛铁矿与硅酸盐脉石的分离。论文研究了钛铁矿与钛辉石表面离子的溶解行为；系统考查了pH调整剂种类、矿物溶解以及溶解离子对钛铁矿和钛辉石浮选行为的影响及其影响机理；并分析及明确了油酸钠浮选钛铁矿与钛辉石体系中,不同矿浆pH值条件下,影响钛铁矿与钛辉石浮选分离的因素,以及油酸钠与钛铁矿和钛辉石表面离子的作用原理。得到以下研究结果。(1)钛铁矿的可浮性强于钛辉石。采用H2SO4作为pH调整剂可增大钛铁矿与钛辉石的可浮性差异。在pH为5.5-6的弱酸性和pH为9-10的弱碱性条件下存在钛铁矿与钛辉石浮选分离的可能性。(2)浮选过程中,钛铁矿与钛辉石表面的金属离子Ca2+、Mg2+、Al3+、Fe (Fe2+, Fe3+)均能大量溶出,溶出量都随pH值升高而降低,且钛辉石表面离子的溶出量均显著大于钛铁矿。离子溶出量高低顺序为Ca2+>Mg2+>Fe (Fe2+, Fe3+)>Al3+>Ti4+, Ca2+、Mg2+在pH<11的范围内都有较高的溶出量,Fe (Fe2+, Fe3+)、Al3+在pH<6的酸性条件下有一定量的溶解,Ti4+几乎不溶出。(3)酸性条件下,油酸钠主要与钛铁矿表面的Fe3+作用,碱性条件下主要与Ca2+和Mg2+反应；而对于钛辉石,酸性条件及碱性条件下其表面与油酸钠作用的主要活性吸附点都是Ca2+和Mg2+。(4)浮选过程中,弱酸性条件下钛辉石表面Ca2+、Mg2+大量溶解导致可浮性显著降低,钛铁矿表面Fe (Fe2+, Fe3+)溶出较小,且能大量氧化成Fe3+,矿物具有较好的可浮性。碱性条件下,钛铁矿表面Fe2+的氧化程度显著降低；钛铁矿与钛辉石表面Ca2+、Mg2+,几乎不溶出,较弱酸性条件下更易与油酸钠化学作用,且生成的化合物更稳定。因此应在弱酸性pH条件(5.5-6.0)实现钛铁矿与钛辉石的浮选分离。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 文献综述  9-23
  1.1 钛及其资源概况  9-13
    1.1.1 钛的性质及用途  9
    1.1.2 世界钛资源概况  9-11
    1.1.3 我国钛资源概况  11-12
    1.1.4 攀枝花钛资源概况及特征  12-13
  1.2 钛铁矿选矿研究及发展现状  13-18
    1.2.1 钛铁矿选矿工艺研究现状  13-16
    1.2.2 钛铁矿浮选药剂研究现状  16-18
  1.3 油酸钠浮选钛铁矿的发展研究  18-21
    1.3.1 油酸基本性质  18
    1.3.2 钛铁矿与钛辉石的表面性质  18-19
    1.3.3 H_2SO_4对钛铁矿浮选的特性吸附  19-20
    1.3.4 油酸钠浮选钛铁矿的作用机理  20
    1.3.5 钛辉石对钛铁矿浮选行为的影响  20-21
  1.4 论文的研究目的及研究内容  21-23
    1.4.1 研究目的及意义  21
    1.4.2 研究内容及方法  21-23
第二章 试验样品、试剂、仪器及研究方法  23-29
  2.1 试验样品  23-25
  2.2 试验药剂和仪器  25-26
  2.3 试验的研究方法  26-29
    2.3.1 浮选试验  26-27
    2.3.2 Zeta电位测量  27
    2.3.3 矿物表面溶解性测试  27
    2.3.4 X射线光电子能谱(XPS)测试  27-28
    2.3.5 外光谱测试  28-29
第三章 钛铁矿与钛辉石的可浮性  29-34
  3.1 pH调整剂种类对矿物可浮性的影响  29-30
  3.2 H_2SO_4作用对矿物可浮性的影响  30-32
  3.3 H_2SO_4作用时间对矿物可浮性的影响  32-33
  3.4 本章小结  33-34
第四章 表面溶解对矿物可浮性的影响  34-54
  4.1 矿物的表面溶解行为  34-36
  4.2 矿物表面溶解对矿物可浮性的影响  36-38
  4.3 溶解离子对矿物可浮性的影响  38-47
    4.3.1 钙离子对矿物可浮性的影响  38-40
    4.3.2 镁离子对矿物可浮性的影响  40-41
    4.3.3 铝离子对矿物可浮性的影响  41-43
    4.3.4 铁离子对矿物可浮性的影响  43-45
    4.3.5 铁离子对矿物可浮性的影响  45-47
  4.4 金属离子的溶液化学  47-53
  4.5 本章小结  53-54
第五章 油酸钠在矿物表面的吸附机理  54-81
  5.1 油酸钠及溶解离子对矿物表面电性的影响  54-62
    5.1.1 油酸钠对矿物表面电性的影响  54-55
    5.1.2 钙离子对矿物表面电性的影响  55-56
    5.1.3 镁离子对矿物表面电性的影响  56-58
    5.1.4 铝离子对矿物表面电性的影响  58-59
    5.1.5 铁离子对矿物表面电性的影响  59-60
    5.1.6 铁离子对矿物表面电性的影响  60-62
  5.2 油酸钠与矿物表面离子作用的热力学  62-64
  5.3 油酸钠与矿物表面离子的作用  64-77
    5.3.1 矿物的XPS全谱分析  65-67
    5.3.2 钛铁矿与钛辉石的表面性质  67
    5.3.3 药剂作用对钛铁矿表面性质的影响  67-72
    5.3.4 药剂作用对钛辉石表面性质的影响  72-77
  5.4 油酸钠在矿物表面的吸附  77-79
  5.5 本章小结  79-81
第六章 结论  81-82
参考文献  82-87
致谢  87-88
攻读硕士学位期间的主要业绩  88

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中图分类: > 工业技术 > 矿业工程 > 选矿 > 选矿理论
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