Разработка процесса обратной флотации железистых кварцитов с использованием катионных и неионогенных собирателей

• Автор: Северов, Вячеслав Вячеславович
• Шифр специальности: 25.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 215 с. : ил.

Оглавление
Введение б
1 Современное состояние и основные направления интенсификации процесса флотации железных руд

1.1 Общая характеристика железных руд и технологий их обогащения

1.2 Реагентные режимы и технология флотации железных руд

1.2.1 Прямая анионная флотация

1.2.2 Обратная анионная флотация

1.2.3 Обратная катионная флотация

1.2.4 Влияние минералогии на результаты обратной катионной флотации

1.3 Влияние применения аминов в качестве реагентов-собирателей на уровень 3

1.4 Выводы .

2 Изучение кристаллохимических и морфологических свойств оксидов железа и силикатов. Характеристика применяемых реагентов
2.1 Методы изучения кристаллохимических и морфологических свойств
оксидов железа и силикатов
2.1.1 Химический анализ
2.1.2 Рентгенофазовый анализ
2.1.3 Растровая электронная микроскопия и рентгеноспектральный микроанализ
2.1.3.1 Растровая электронная микроскопия
2.1.3.2 Рентгеноспектральный микроанализ
2.1.4 Мёссбауэровская спектроскопия
2.2 Магнетит
2.2.1 Общие данные
2.2.2 Кристаллохимические и морфологические свойства
2.2.2.1 Химический состав
22.2.2 Кристаллографические особенности
2.2.2.3 Морфология
2.2.3 Подготовка минерала для исследований
2.3 Гематит
2.3.1 Общие данные
2.3.2 Кристаллохимические свойства

2.3.2.1 Химический состав
2.3.2.2 Кристаллографические особенности
2.4 Кварц
2.4.1 Общие данные
2.4.2 Кристаллохимические свойства
2.4.2.1 Химический состав
2.4.2.2 Кристаллографические особенности
2.4.3 Подготовка минерала для исследований
2.5 Амфиболы
2.5.1 Общие данные
2.5.2 Получение мономинеральных фракций образцов амфиболов
2.5.3 Кристаллохимические и морфологические свойства
2.5.3.1 Химический состав
2.5.3.2 Расчет структурной формулы
2.5.3.3 Исследование образцов амфиболов методом мёссбауэровской спектроскопии
2.5.3.4 Кристаллографические особенности
2.5.3.5 Морфология
2.5.4 Подготовка минерала для исследований
2.6 Выводы
2.7 Характеристика применяемых реагентов
2.7.1 Катионные поверхностно-активные вещества
2.7.2 Неионогенные поверхностно-активные вещества
2.7.3 Депрессор
3 Изучение взаимосвязи между кристаллохимическими и электрокинегическими свойствами оксидов железа и силикатов и их флотируемостью катионными и неионогенными собирателями
3.1 Изучение электрокинетических свойств оксидов железа и силикатов в
растворах сильных электролитов
3.1.1 Характеристика физико-химических явлений на границе раздела
твердое-электролит
3.1.1.1 Природа электрического заряда поверхности минерала
3.1.1.2 Поверхностные реакции
3.1.1.3 Возникновение и модели двойного электрического слоя

3.1.2 Электрокинетические явления на границе раздела твердое-электролит
3.1.2.1 Открытие электрокинетических явлений
3.1.2.2 Электрофорез- принципы и следствия
3.1.2.2.1 Принцип измерения
3.1.2.2.2 Установка для измерений и методика их проведения
3.1.2.2.3 Явление электроосмоса и постоянный слой
3.1.2.2.4 Расчет ^-потенциала из данных электрофоретической подвижности- 88:
3.1 3 Приготовление рабочих растворов и суспензий
3.1.4 Влияние pH и ионной силы электролита на величину £ -потенциала
оксидов железа и силикатов. Определение изоэлектрической точки
3.15 Изучение влияния аминацетата на изменение дзета-потенциала оксидов
железа и силикатов в зависимости от pH среды
3.1.6 Изучение влияния концентрации эфирдиамина на дзета-потенциал
оксидов железа и силикатов при различных значениях pH.
3.1.7 Влияние сочетания катионного и неионогенного собирателя на изменение дзета-потенциала оксидов железа и силикатов при
различных значениях pH
3.2 Исследование флотационного поведения силикатов и оксидов железа при применении депрессора и катионных и неионогенных собирателей
3.2.1 Методика проведения флотационных опытов
3.2.2 Влияние pH раствора на флотацию кварца, паргасита и магнетита
3.2.3 Влияние крахмала на флотируемость магнетита, паргасита и кварца
3.2.4 Влияние сочетания катионных и неионогенных собирателей на
флотацию кварца и паргасита в присутствии крахмала
3.3 Выводы
4 Изучение механизма взаимодействия крахмала и катионных и неионогенных собирателей с поверхностью силикатов
4.1 Методика исследования
4.1.1 Инфракрасная спектроскопия
4.1.2 Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия
4.1.3 Изучение адсорбции крахмала на поверхности силикатов и магнетита
4.1.4 Определение удельной поверхности минералов
4.2 Изучение механизма взаимодействия катионных и неионогенных

2 Изучение кристаллохимических и морфологических свойств оксидов железа и силикатов. Характеристика применяемых реагентов
Для правильной оценки флотируемости минералов на основе адсорбционной способности по отношению к жидкой фазе и флотационным реагентам- существенное значение имеет рассмотрение кристаллохимических особенностей минерала, распределения зарядов на его поверхности с учётом их знака и величины, а также пространственного положения по отношению к смежным слоям атомов или ионов. Иными словами, результаты флотации в значительной степени будут определяться структурными и энергетическими особенностями поверхности минерала.
Поскольку получение высококачественных железных концентратов из тонковкрапленных бедных железистых кварцитов методом обратной катионной флотации связано с флотируемостью железистых силикатов, в т.ч. амфиболов, флотационные свойства применяемых реагентов изучались на мономинеральных фракциях магнетита, гематита, кварца и трёх амфиболов различного генезиса
2.1 Методы изучения^ кристаллохимических и морфологических свойств оксидов железа-и силикатов
2.1.1 Химический анализ.
Химический анализ позволяет определить распределение химических элементов в-исследуемом материале и установить наличие или отсутствие примесей. Основные элементы (81, А1, Бе, Мп, М§, Са, Ка, К, Т( Р) определялись с помощью атомноэмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ИСП-АЭС) на спектроанализаторе ГОВЩ-УУСИМ ЛГ 70 тип П. Результаты анализа приведены в массовых долях оксидов элементов к исследуемому образцу, нагретому до температуры 105 °С. Относительное стандартное отклонение определения оксидов основных элементов составляло в среднем менее 5 % в зависимости от элементов и уровней их содержания (Приложение А, таблица А1). Прочие элементы (редкоземельные, тугоплавкие и др.). определялись с помощью масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ИСП-МС) на масс-спектрометре РЕКХШ-ЕЬМЕК' ЕЬАК 5000. Относительное стандартное отклонение определения элементов составляло 5-8 % при их содержании более 50 мкг/г, 5-10 % при содержании от 1 до 50 мкг/г и до 20 % при содержании от 0,01 до 0,1 мкг/г в зависимости от элементов (Приложение А, таблица А2). Методика подготовки проб для анализа состояла из большого количества этапов, весьма длительных по времени, и в общем, основана на сплавлении тонкодисперсного материала с метаборатом лития (УВСЬ) и микроволновом кислотном выщелачивании (ШГОз). Потери массы при