我国铁矿资源丰富,但随着开采的深入,品位高、易分选的矿石越来越少,取而代之的是难选贫矿越来越多。对于低品位难选贫矿来说,仅靠传统的重选、磁选工艺难以达到工业炼铁的要求。近年来,焙烧磁化磁选、浮选、以及焙烧磁化磁选浮选联合工艺越来越引起企业和科研院所科研工作者们的关注。在焙烧磁化工艺中,传统的还原剂为焦炭或褐煤等化石燃料。随着全球可持续发展意识的不断增强,寻找一种高效、环保的绿色能源代替传统化石能源是社会发展的必然趋势。生物质是可再生能源之一,生物质因其可再生性、污染小、储量丰富等特点,生物质能产业开始成为各国关注的焦点。本论文以中国琼北某地区褐铁矿为研究对象,采用新型生物质还原剂磁化焙烧磁化褐铁矿,并研究商业化试剂1231与传统药剂对褐铁矿反浮选的行为的不同进行了系统研究。通过工艺矿物学和矿物物理化学性质的分析,进行了生物质磁化焙烧磁选、浮选及焙烧-磁选-反浮选试验研究。研究结果显示,生物质磁化焙烧褐铁矿,焙烧矿通过磁选工艺,得到的铁精矿比原矿品位高出8.56个百分点。为进一步提铁降硅,首次采用商业化药剂十二烷基三甲基氯化铵(1231)作为褐铁矿中石英的捕收剂,并与传统反浮选药剂十二胺对比,通过单矿物浮选试验、人工混合矿物反浮选试验和实际矿物反浮选试验研究,优化其最佳浮选参数。在已有浮选条件研究的基础上,将生物质焙烧矿进行磁选后再浮选;比较浮选、焙烧-磁选及焙烧-磁选-浮选三种工艺的选矿指标。通过XRD、IR、表面张力、接触角、磁化率等表征手段研究工艺过程机理。主要取得的研究成果如下:(1)生物质焙烧还原磁选以生物质松木作为焙烧还原剂,与实际矿物混合进行焙烧,所得焙烧矿的品位为39.90%,比原矿提高了4.43个百分点,说明生物质焙烧可显著提高褐铁矿品位。磁选焙烧矿所得精矿品位可达44.03%,品位较原矿提高了8.56个百分点。(2)单矿物浮选通过探讨pH和捕收剂浓度对针铁矿单矿物和石英单矿物浮选效果的影响,得出最佳pH为8,十二胺为捕收剂时,石英的回收率为47.91%,捕收剂的最佳浓度为7.16×10-5 mol/L;1231为捕收剂时,石英的回收率为74.41%,捕收剂的最佳浓度为7.03×10-5 mol/L。1231作为捕收剂时,石英的回收率显著高于十二胺为捕收剂时石英的回收率,而且最佳浓度比十二胺的小,说明捕收剂1231比传统捕收剂十二胺的捕收效果更好。通过对针铁矿单矿物和石英单矿物接触角、ζ电位、矿物红外谱图的研究,结果表明:单矿物针铁矿不加捕收药剂时的接触角为7.10o,加入1231捕收剂后,单矿物接触角变化不大,说明针铁矿的可浮性很差,所以很难被选出;石英的等电点在pH=2.0附近,针铁矿的等电点在pH=4.0附近,随pH增大,ζ电位变化的基本趋势是其负值增大,pH大于8.0后,ζ电位基本不再降低;石英经捕收剂作用后的红外谱图中,没有特征峰的消失和新峰的生成,说明石英与捕收剂1231和十二胺之间的吸附作用应为物理吸附。针铁矿单矿物经捕收剂作用后的红外谱图中捕收剂的特征峰消失,说明针铁矿与捕收剂之间可能发生了化学吸附。(3)人工混合矿物反浮选试验通过对混合矿物进行反浮选试验,铁精矿品位提高了至少10个百分点,尾矿中铁含量极少,铁回收率均达到了90%以上,表明捕收剂1231可有效分离针铁矿和石英,是一种高效的针铁矿反浮选捕收剂。(4)实际矿物反浮选试验选用碳酸钠为pH调整剂、淀粉为针铁矿抑制剂、1231为捕收剂,原矿品位在35.47%,捕收剂1231与抑制剂用量试验表明,当1231浓度为7.03×10-5 mol/L、抑制剂用量为500 g/t时浮选效果最好,精矿品位达到38.76%,比原矿提高了3.29个百分点,回收率为92.99%。通过对表面张力的测定,捕收剂1231浓度为7.03×10-5 mol/L和抑制剂用量为500 g/t时前后的表面张力减小幅度比较大,这说明在此条件下浮选效果较好,这与试验结果相符合。对浮选精矿和尾矿的红外谱图测定表明,实际矿物经浮选后捕收剂1231的特征峰消失,说明捕收剂1231与实际矿物可能发生了化学吸附。(5)焙烧-磁选-反浮选试验磁选精矿进行反浮选,可得精矿品位44.59%,品位较磁选精矿提高了0.56个百分点。并且对原矿、实际矿物反浮选所得精矿、焙烧矿、磁选所得精矿、磁选-反浮选所得精矿的比磁化系数的测定表明,焙烧、磁选、反浮选可显著提高矿物的磁性,褐铁矿经焙烧-磁选-反浮选的工艺流程后,矿物的磁性大大增加,由弱磁性的矿物变成了强磁性的磁铁矿,有利于提高选矿指标。