不同晶系磁黄铁矿的矿物学特征和可浮性研究

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作者张小普
来源江西理工大学
出版年2021
摘要
磁黄铁矿是自然界中广泛分布的硫铁矿,受缺位固溶体结构的影响,常见的磁黄铁矿主要为单斜和六方磁黄铁矿。论文从国内较为典型的矿床分别选取了单斜和六方磁黄铁矿作为研究对象,考察其矿物学特征,并对比两者的浮选行为差异,分析不同晶系磁黄铁矿与药剂的作用机理和影响其可浮性的因素。矿物学特征研究表明:不同晶系磁黄铁矿的化学组成有所区别。在接触角测试中,单斜磁黄铁矿接触角整体高于六方磁黄铁矿,疏水性更强。经空气氧化后,自然矿浆p H发生了轻微改变。在硬度测试中,单斜磁黄铁矿表面维氏硬度为247.1kg/mm2,六方磁黄铁矿表面维氏硬度为234.8kg/mm2,且经XPS粉末测试,单斜磁黄铁矿的表明元素Fe、S含量明显高于六方磁黄铁矿。在SEM扫描电镜下可以看到,单斜磁黄铁矿多以台阶状呈现,而六方磁黄铁矿呈现平滑型条状形貌。在热电性能表征测试中,单斜和六方磁黄铁矿在温度区间300-700K范围内,塞贝克系数较小,电导率呈106S/m量级,具金属性质的高电导率。浮选试验研究表明:自诱导条件下,单斜磁黄铁矿最高回收率为71%,六方磁黄铁矿最高回收率为59%,且浮选回收基本2min之内完成。对比使用丁基黄药和乙硫氮捕收剂,确定使用丁基黄药为试验捕收剂,用量为1×10-4mol/L。硫化钠在捕收剂浮选体系下,可发挥抑制剂的作用。硫酸铜能够较好的活化磁黄铁矿,单斜磁黄铁矿回收率提升在10%以内,六方磁黄铁矿回收率提升20%以内。石灰对于不同晶系磁黄铁矿均能发挥很好的抑制作用,单斜磁黄铁矿回收率最低下降约为30%,六方磁黄铁矿回收率最低下降约为35%,但对于经硫酸铜活化后的磁黄铁矿却无法抑制,组合抑制剂腐殖酸钠+氯化钙对于活化后的磁黄铁矿具有较好的抑制效果,回收率能够控制在20%以下。从接触角的变化和吸附量测试来看,丁黄能够较好改善矿物表面的疏水性。硫化钠和石灰均能够调节矿物表面的亲水性。从Zeta电位的测定来看,单斜磁黄铁矿的零电点为7.1,六方磁黄铁矿的零电点8.3,阴离子药剂丁基黄药和硫化钠在矿物表面产生了吸附,降低了表面动电位。从红外光谱分析的角度来看,丁基黄药捕收剂与不同晶系磁黄铁矿作用过后的产物都是双黄药,但是由于晶体结构不同,丁基黄药分子与两种矿物表面的的键合力不同,吸附产物虽然相同,吸收峰波数偏移的程度不同。从物性影响因素来看,影响不同晶系磁黄铁矿的因素有:自然接触角、杂质元素含量、矿石硬度、塞贝克系数、破裂面微观形貌以及表面元素含量。

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