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1、某新状赤铁矿的超细磨、分散，固液分离的研究feigeoer摘要：宁乡式高磷新状赤铁矿分布广,储量大,嵌布粒度细,分布不均匀，为极难选高磷赤铁矿。为达到好的分选效果，可选用CD振动磨配合球磨介质的精确化装补球法使赤铁矿充分单体解离，通过超细磨达到纳米颗粒。纳米颗粒矿浆通过物理或化学方法使得其均匀分散，后通过浮选方法在新型固液分离设备中使得有用颗粒和脉石颗粒得到最终的分离。后对精矿产品在新型离心分级机中进行重力沉淀，得到含水分小于10%的精矿滤饼。关键词：鲫状赤铁矿，超细磨，固液分离，过滤theStudyaboutUltra-fineGrinding,Dispersion9Solid-Liquid
2、SeparationofOneOoliticHematiteAbstractNingxianghigh-phosphorusOolitichematitewidelydistributed,largereserves,inlayclothfineparticlesize,unevendistributionofextremelydifficultelectionforthehigh-phosphorushematite.Inordertoachievegoodseparationeffects,maychoosetouseCDmediavibrationmillwithprecisionmil
3、lingmakeupballupsothatthefullmonomerhematitedissociationthroughultra-finegrindingtoachievenanoparticles.Nanoparticlespulpthroughphysicalorchemicalmethodsmakeitevenlydispersedthroughflotationmethodinthenewsolid-liquidseparationequipmentmakesusefulparticlesandgangueparticlesfinalseparation.Concentrate
4、afterproductsinthenewtypeofcentrifugalclassifieringravitysedimentation,thewatercontaininglessthan10%oftheconcentratecake.KeywordsOolite,UltrafineGrinding,Solid-liquidseparation,Filter宁乡式沉积型新状赤铁矿分布在我国湖北、湖南、四川、贵州等省，已探明的的工业储备达30多亿吨，其中仅湖北地区就有近20亿吨。该类矿石矿物成分复杂，嵌布粒度极细，磷，铝，硅杂质的含量高，属极为难选的铁矿石。本文在前人研究的基础上，综合各研
5、究成果，对此类矿石提出自己的解决方法。在思路上尚有不成熟的地方。1矿石性质本文针对矿样为宁乡式高磷新状赤铁矿。矿石中主要铁矿物为赤铁矿，其次为褐铁矿,其它还有少量菱铁矿、磁铁矿等；磷的独立矿物主要为磷灰石：脉石矿物主要为石英、新绿泥石和高岭石，其它还有微量的无定形碳、方解石、钻石等。矿石中主要有用元素是铁，主要有害杂质是磷、硅。1,1试样的化学多元素分析结果见表1，铁物相的分析结果见表2,磷赋存情况见表3。表1试样的化学多元素分析结果%成分TFeSFeFeOSiChAho3CaOMgOSP含量43.7142.832.2619.166.653.700.760.0650.93表2试样的铁物相的分析
6、结果%铁物相赤铁矿褐铁矿磁铁矿碳酸铁硫化铁硅酸铁合计铁含量32.472.240.053.090.234.7542.83铁分布率75.815.230.127.210.5411.09100.00表3试样中磷的赋存情况%磷赋存的相磷灰石、，菱铁矿赤铁矿褐铁矿其它矿物合计磷含量0.700.080.070.020.87磷分布率80.469.208.042.301(X).(X)表1表明，虽然矿石铁品位较高，为43.71%,但有害元素磷的含量也较高，达0.93%。表2和表3表明：矿石中的铁主要以赤铁矿的形式存在，其次以硅酸铁的形式存在；矿石中的磷的主要分布于磷灰石及菱铁矿中，其次分布于褐铁矿和赤铁矿中，其它
7、矿物中磷含量极少。试样是赤铁矿晶体与粘土类矿物、胶鳞状、绿泥石等脉石矿物以微细分散状态的颗粒紧密共生构成的鲍状赤铁矿矿石。矿石中赤铁矿和磷灰石的嵌布粒度极细，而且很不均匀。赤铁矿在+0.074mm粒级中的占有率仅为45.80%,而在-0.02Omm粒级中的占有率达21.47%；磷灰石的嵌布粒度从0.015mm到0.25mm不等。2矿样的超细磨1.1 超细磨分析对于宁乡式高磷酗状赤铁矿的上述性质分析可知：此矿嵌布粒度极细，且构成复杂，有用成分分布不均匀且形式不固定,是极难选矿石。可知此高磷酗状赤铁矿采用传统的重选、磁选、浮选、化选不易达到理想的工业要求，所以为了使最终的产品的铁精矿品位达到62%
8、左右，铁精矿中磷的含量降到0.01%左右，就必须采取特殊的方法提高单体解离度，使有用颗粒和脉石颗粒达到充分解离。所以，要用到超细磨。2. 2超细磨设备的选择鉴于实际生产中对设备的大型化和要求结构简单和处理能力大等要求可选用振动磨。其研磨介质选金属球。振动磨是利用研磨介质在富频振动的筒体内对物料进行冲击、摩擦、剪切等作用，使物料粉碎的超细磨设备。通过调节震动的振幅、振动频率、介质类型等克使产品的平均粒度达到纳米级。此处可选CD型振动磨，其工作原理为：装有研磨介质和待磨物料的振动磨筒体在传动轴的带动下做园振动。当振动频率不大时，每一个研磨介质仅靠近某一个中间位置做有限的运动。随着振动频率并且在机壁
9、上回转滑动和围绕磨筒中心运动。这样磨筒中的研磨介质就获得了3种运动，即强烈抛射对粗粒物料的冲击作用，高速同向自转对物料的研磨作用，慢速公转对物料的均化作用。同时选定了CD型振动磨后,通过计算和试验,通过精确化装球可以确定磨机中球磨介质的用量及各型号球的最佳配比，从而使得磨机对赤铁矿的磨矿效果达到最好。而且一定能使最终产品达到纳米级，这样就可以使矿物解离度大为提富，并为最终得到合格的精矿产品提供可能。关于精确化装球，昆明理工大学的段希祥教授具有先进的研究成果。3-513超细磨产品的分散2.1 纳米颗粒的分散我们知道，当颗粒达到纳米级别时因颗粒粒度与固液界面的面积紧密相关，所以粒度减小，固液界面越
10、大，分散越不容易，而且颗粒粒度越细其表面能越大使得颗粒之间的粘结力增大，这些都是的纳米颗粒的分散不易进行。所谓颗粒分散是指粉体颗粒在液相中分散开并在液相中均匀分布的过程。主要包括颗粒的润湿、大颗粒或颗粒团聚体的解聚及分散颗粒的稳定化三个阶段。润湿是指将颗粒缓慢地加入混合体系中形成旋涡，使吸附在颗粒表面的空气或其他杂质被液体取代的过程。悬浮液中固体颗粒的分散应遵循两个基本原则：（1）润湿原则（极性相似原则）：润湿通常指颗粒与颗粒之间的界面被颗粒与溶剂、分散剂等界面所取代的过程。颗粒必须被液体介质润湿，才能很好地浸没在液体介质中。（2）表面力原则：颗粒间的总表面力必须是一个较大的正值，才能使颗粒间
11、有足够的相互排斥作用，以防其相互直接接触并粘着。3. 2固体颗粒的分散方法3.1.1 物理方法超声波法由于超声波在化学中的应用，形成了一门新兴学科一声化学。20世纪80年代以来，声化学对化合物的合成、聚合物的降解、颗粒物质的分散都具有重要作用。超声场中，恰当控制超声波（20k50MHZ）的超声频率及作用时间可使颗粒充分分散。超声波是一种强度很高的分散手段。超声波在颗粒分散中的应用研究较多，特别是对降低纳米颗粒团聚更为有效，利用超声空化时产生的局部高温、高压或强冲击波和微射流等，可较大幅度地弱化纳米颗粒间的作用能，有效地防止纳米颗粒团聚，并使之充分分散。应避免使用过热超声搅拌，因为随着热能和机械
12、能的增加，颗粒碰撞的几率也增加，反而会导致进一步的团聚。3.1.2 化学方法（1）表面活性剂表面活性剂由亲油基和亲水基两部分组成。加入该类分散剂的目的是变相降低微粒的表面能，提高微粒的稳定性。表面活性剂可以改变颗粒表面润湿性，影响颗粒间的粘附力，同时也可降低颗粒间的分子作用力，促进颗粒在液相中分散。表面活性剂的分散作用主要是空间位阻效应，即防止粒子附着于颗粒表面，使微粒间产生隔离作用。刘颖等人的研究表明，利用阴离子表面活性剂能得到稳定性很好的纳米（平均粒径IOnm）分散体系。（2）聚合物类这一类分散剂具有较大的相对分子质量，吸附在固体颗粒表面，其高分子长链在介质中充分伸展，形成几纳米到几十纳米
13、厚的吸附层，产生的空间位阻效应能有效阻止颗粒间相互聚集。（3）偶联剂类偶联剂是一类具有两性结构的物质，其分子中的一部分基团可与粉体表面的各种官能团反应,形成强有力的化学键合，另一部分基团可与有机高聚物发生某些化学反应或物理缠绕,从而把两种性质不同的材料牢固结合起来。目前常用的偶联剂主要是硅烷类、钛酸酯、错类、锡类和有机络络合物等。胡圣飞用铝酸酯偶联剂改性纳米级Ca-CO3,以增强纳米微粒在PVC塑料中的分散度。所以对于上述物理化学方法均可采用，且能达到非常好的效果。4分散矿浆的浮选分离实验证实采用十二胺浮选磁铁矿效果最好。故选十二胺做浮选药剂。浮选的具体步骤有待进一步研究。浮选产品采用重力浓缩
14、的方式可以最终高品位的产品。5精矿产品的过滤精矿产品的过滤可采用超级离心机，直接离心得到精矿产品。不用另加过漉机了。6精矿产品的进一步处理对于最终产品，可以做进一步处理。如磁化焙烧提高精矿品位，降低硫、磷的含量，为冶金部分提供优质铁精矿。7结论宁乡式高磷铺状赤铁矿虽然选矿难度大,但是通过超细磨,加上精确化装补球法可以将矿石磨到纳米级别,这样使有用矿物和脉石矿物能充分单体解离，之后通过分散能通过浮选实现有用组分的选别,并能得到合格产品的过滤可采用最新大型设备，离心分级机来完成。同时因能得到高品质铁精矿，故可做进一步处理为冶金部分提供更优质的产品。参考文献1左倩，王一，田照等.鄂西某颠状赤铁矿焙烧磁选试验研究J.金属矿山.2008(8):36-39.2郑水林，袁继祖.非金属矿加工技术与应用手册国.北京：冶金工业出版社.2005.3段希祥，周平，潘新潮.球磨机精确化装补球法J.有色金属.2004,56(3):75-78.4段希祥.新型细磨介质的应用研究J.昆明理工大学学报.自然科学版，1998(6):11-15.5杜茂华,周平,段希祥.精确化装补球方法的应用效果研究J.有色冶金(选矿部分).2007(2):39-44.6许荣玉.固体颗粒的分散J.山西化工.2008,28(1):32-35.
