收藏本站
《昆明理工大学》 2013年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

碱性岩型稀土矿的浮选理论与应用研究

王成行  
【摘要】:稀土元素是镧系元素以及钪和钇等17种元素的合称,在新能源、新材料和尖端科技等领域应用日益广泛,具有“工业味精”的美誉,是不可再生的重要战略资源。至今,世界发现的稀土矿物约有250种,但现在用于工业提取稀土元素的矿物主要有氟碳铈矿、独居石、磷钇矿和风化壳淋积型矿等四种。 四川牦牛坪碱性岩型稀土矿的稀土资源储量仅次于白云鄂博稀土矿,位居全国第二位。在选矿过程中,普遍采用基于摇床重选粗选的单一或组合工艺,如“摇床粗选-粗精烘干-干式磁选”工艺,只回收稀土矿物,而重晶石、萤石等伴生矿物根本未考虑进行综合回收,随之尾矿排放丢弃;由于分选工艺落后,稀土选矿回收率也仅有50%左右,造成了这一宝贵矿产资源的严重浪费;同时,工艺存在着生产不连续和粉尘作业的缺点。 针对上述问题,基于矿石工艺矿物学研究,开发了一种全湿式组合选矿新工艺,实现了四川牦牛坪稀土矿资源的高效回收;以氟碳铈矿单矿物为研究对象,系统地进行了浮选理论研究,对氟碳铈矿的浮选回收应用具有一定的借鉴意义。 在选矿新工艺开发研究方面,首先借助于电子显微镜能谱分析和Mineral Liberation Analyser (MLA)矿物自动检测技术进行了矿石的工艺矿物学研究,查明了稀土矿物和脉石矿物的组成与含量、嵌布关系与状态、解离度和有价元素的赋存状态等工艺特性,结合选矿分级、磁选、重选和浮选探索试验,为合理选矿工艺的原则流程提供了科学依据。 在充分遵循利用矿石性质的原则基础上,本着资源综合回收的原则,论文提出了必须采用联合工艺流程的技术路线,开发了“强磁抛尾-重选富集-中矿浮选”的联合选矿工艺,不仅能较好的实现了稀土矿物的高效富集回收,大幅度提高了稀土精矿的回收率和品位,而且兼顾考虑到了共伴生组分归队和后续的综合回收。 细粒稀土矿物的浮选回收效果是提高稀土总回收率的关键。为此,对影响浮选效果的磨矿细度、调整剂、捕收剂和辅助捕收剂的种类及用量、矿浆浓度、作用时间、温度、回水比例以及流程结构等主要因素系统地进行了对比试验研究,最终确定了采用选择性羟肟酸类捕收剂GSH在水玻璃分散抑制调浆的溶液体系中进行浮选闭路回收稀土矿物,取得了浮选稀土精矿REO品位65.11%,回收率17.05%的技术指标。与“磁-重”联合工艺获得的粗粒稀土精矿合并,最终全工艺流程获得了REO品位为65.08%,回收率为84.61%的稀土精矿,精矿中REO和非稀土杂质含量全部符合XB/T103-2010中000165牌号产品要求。 在氟碳铈矿的浮选理论研究方面,进行了氟碳铈矿在油酸钠和水杨羟肟酸捕收剂作用下的浮选基本行为研究,借助溶液化学计算,动电位、红外光谱、吸附量、溶解量测试和ICP分析等手段系统地对多种调整剂和捕收剂与矿物之间的作用机理进行理论分析,通过对比阐明了调浆的必要性和选择性捕收的相关机理,为进一步的理论研究提供技术参考,也对浮选实际应用具有较好的指导意义。同时,进行了温度对氟碳铈矿的浮选作用机理探讨。 氟碳铈矿溶液化学计算结果表明,矿物表面阳离子的水解产物影响着其浮选,一、二级水解产物RE(OH)2+和RE(OH)2+吸附在氟碳铈矿表面有利于药剂捕收,是主要的正活性质点;而三、四级水解产物RE(OH)3和RE(OH)4-吸附在氟碳铈矿表面不利于氟碳铈矿的浮游,是主要的负活性质点。 油酸钠和水杨羟肟酸与氟碳铈矿表面作用机理研究结果表明,在pH=6~9时,油酸根离子在溶液中解离生成的离子-分子缔合物在氟碳铈矿矿物表面发生了以化学吸附为主,静电或分子吸附等物理吸附为辅的共吸附;在pH=8~9时,水杨羟肟酸根离子与矿物表面的羟基络合物发生了键合作用,生成稳定性的五元环螫合物,从而实现了氟碳铈矿选择性捕收。 无机调整剂的作用机理研究结果表明,碳酸钠的抑制作用与溶液体系中水解的HCO3和CO32-离子和氟碳铈矿表面的CO32-定位离子发生的同离子效应有关;六偏磷酸钠、硅酸钠和氟硅酸钠都在矿物表面发生了吸附作用;碳酸钠、硅酸钠和氟硅酸钠对氟碳铈矿表面的阳离子溶解性基本无作用;六偏磷酸钠对氟碳铈矿的抑制作用明显,可归因于两个方面:(1)六偏磷酸钠吸附在矿物的表面,改变矿物表面的电性质和亲水性,降低了捕收剂吸附作用;(2)六偏磷酸钠电离水解的阴离子与矿物表面的正离子发生络合反应,生成可溶性络合物,使矿物表面的活性质点溶解于矿浆中,降低了矿物表面与捕收剂作用的正活性质点浓度,从而达到抑制效果。 在油酸钠作捕收剂的浮选溶液体系中,金属阳离子Ca2+和Al3+对氟碳铈矿具有活化作用,可归因于两者及其部分水解产物能吸附在矿物表面,有助于在矿物表面生成油酸盐沉淀,提高矿物的疏水性;而以水杨羟肟酸作捕收剂时,Ca2+的抑制作用可归因于其静电吸附在氟碳铈矿表面,与稀土阳离子RE3+及其羟基络合物对水杨羟肟酸根离子发生无选择性竞争吸附;Al3+的抑制作用可归因于其可与水杨羟肟酸根离子反应生成比稀土阳离子更加稳定的络合物;两者都降低了氟碳铈矿表面的活性质点密度,从而达到抑制效果;Ca2+对氟碳铈矿的溶解度有一定的影响,这可能与Ca2+和CO32-离子对效应有关。 无论是油酸钠还是水杨羟肟酸作捕收剂的单组分浮选体系中,升温均有助于氟碳铈矿的吸附捕收:而在捕收剂GSH浮选体系中,加温浮选实际矿石的效果却与之完全相反,原因初步确定与氟碳铈矿的溶解性无关,而加温可能与固体颗粒、药剂作用和气泡碰撞负载,以及矿浆的表面张力有关,但具体原因有待对多组分矿物进行分解模型化做进一步的检测分析。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TD923;TD955

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高海洲;;白云鄂博矿区稀土稀有矿产资源综合评述(二)[J];包钢科技;2009年06期
2 胡朋;;国外稀土资源开发与利用现状[J];世界有色金属;2009年09期
3 袁忠信,白鸽;中国碱性侵入岩的空间分布及有关金属矿床[J];地质与勘探;1997年01期
4 丁浩;任瑞晨;邓雁希;杜高翔;;金红石与石榴石浮选分离及调整剂作用机理[J];辽宁工程技术大学学报;2007年05期
5 高海洲;;白云鄂博矿区稀土稀有矿产资源综合评述(一)[J];包钢科技;2009年05期
6 梁国兴,池汝安,朱国才;氟碳铈矿羧基与羟肟基浮选捕收剂性能比较[J];化工冶金;1998年01期
7 王灿;龚文琪;梅光军;许念;;羟肟酸类捕收剂2-羟基-3-萘甲羟肟酸的生物降解研究[J];环境污染与防治;2011年01期
8 余永富;邓育民;周东;;白云鄂博中贫氧化矿石选矿综合回收铁、稀土选别新工艺工业试生产实践[J];金属矿山;1992年01期
9 余永富,朱超英;包头稀土选矿技术进展[J];金属矿山;1999年11期
10 池汝安;王淀佐;;稀土矿的分类和选别及冶炼[J];国外金属矿选矿;1991年12期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 罗仙平;陈江安;熊淑华;;近年化学选矿技术进展[J];四川有色金属;2006年03期
2 马华麟;我国铁矿石选矿综合利用的试验研究成就与前景展望[J];安徽地质;1998年04期
3 王应军;陈燕;金航标;高鹏;余游;;稀土Y~(3+)对铜绿微囊藻生长和生理特性的影响[J];安徽农业科学;2011年04期
4 简丽华;;长汀稀土废矿区治理与植被生态修复技术[J];现代农业科技;2012年03期
5 曾永杰,孙平,赵德贵;从白云鄂博磁铁矿石中回收稀土的实践探讨[J];包钢科技;2005年04期
6 任康绪,阎国翰,牟保磊,许保良,童英,陈廷礼,蔡剑辉,张仁祜,储著银,裘冀;阿拉善断块富碱侵入岩Rb-Sr年龄及其地质意义[J];北京大学学报(自然科学版);2005年02期
7 任俊,卢寿慈;药剂在稀土浮选体系中的交互作用与相关关系[J];北京科技大学学报;1997年05期
8 赵瑞超;张邦文;布林朝克;张胤;;从稀土尾矿中回收稀土的试验研究[J];内蒙古科技大学学报;2012年01期
9 高计元,王一先,裘愉卓,张乾;白云鄂博矿床含矿白云岩的成因探讨[J];沉积学报;1999年S1期
10 肖坤明;;稀土选矿方法研究[J];世界有色金属;2011年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 魏德洲;高淑玲;刘文刚;张瑞洋;;复杂矿产资源选矿技术研究进展[A];2009年金属矿产资源高效选冶加工利用和节能减排技术及设备学术研讨与技术成果推广交流暨设备展示会论文集[C];2009年
2 朱一民;周菁;;我国有色金属选矿进展[A];2009年金属矿产资源高效选冶加工利用和节能减排技术及设备学术研讨与技术成果推广交流暨设备展示会论文集[C];2009年
3 陈云贵;涂铭旌;唐定骧;;无钕贮氢合金与稀土资源平衡利用[A];中国稀土储氢材料产业链的发展与共赢——第三届中国包头·稀土产业论坛专家报告集[C];2011年
4 于秀兰;郎晓川;张丽清;王之昌;;Na_2CO_3焙烧-HNO_3浸出法提取尾矿中的稀土、铌和钍[A];第十三届全国稀土化学分析学术研讨会论文集[C];2011年
5 张忠汉;张先华;;难选白钨矿石选矿新工艺流程研究[A];西部矿产资源开发利用与保护学术会议论文集[C];2002年
6 车丽萍;;中国稀土矿选矿现状及发展方向[A];第五届全国矿山采选技术进展报告会论文集[C];2006年
7 罗小苟;熊淑华;李小波;;浮选理论与工艺研究现状[A];第五届全国矿山采选技术进展报告会论文集[C];2006年
8 王中磊;段赟;沈少波;郝叙帆;赵团;郭占成;;氯化法从包头铁矿尾矿中提取铌和稀土的研究[A];2008年全国冶金物理化学学术会议专辑(上册)[C];2008年
9 余英武;;包钢(集团)公司铁矿-稀土资源利用现状及建议[A];2006年全国金属矿节约资源及高效选矿加工利用学术研讨与技术成果交流会论文集[C];2006年
10 魏德洲;高淑玲;;铁矿石选矿技术进展[A];2008年全国金属矿山难选矿及低品位矿选矿新技术学术研讨与技术成果交流暨设备展示会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵洋;基于PSR概念模型的我国战略性矿产资源安全评价[D];中国地质大学(北京);2011年
2 尚宇;中国稀土产业国际竞争力研究[D];中国地质大学(北京);2011年
3 陶春;中国稀土资源战略研究[D];中国地质大学(北京);2011年
4 田君;风化壳淋积型稀土矿浸取动力学与传质研究[D];中南大学;2010年
5 余新阳;新型有机硅阳离子捕收剂的合成及其对铝硅矿物的浮选特性与机理研究[D];中南大学;2011年
6 王华民;中国稀土产业组织研究[D];中国地质大学(北京);2012年
7 陈果;稀土资源产业竞争力指标体系构建及动态评价[D];中国地质大学(北京);2012年
8 赵仕林;四川氟碳铈矿环境友好湿法冶炼工艺及理论研究[D];四川大学;2002年
9 薛理辉;稀土氧化物和稀土矿物的谱学研究[D];武汉理工大学;2003年
10 刘红英;攀西地区碱性岩的年代学研究及其地质意义[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈华东;偏磷酸钠盐的制备与表征[D];昆明理工大学;2010年
2 李亚斐;片麻岩型白钨矿浮选试验研究[D];昆明理工大学;2010年
3 章国权;云南怒江白钨矿选矿试验研究[D];昆明理工大学;2009年
4 王灿;羟肟酸类捕收剂H_(205)的生物降解特性及降解菌种选育[D];武汉理工大学;2010年
5 罗小军;Ru/CeO_2氨合成催化剂的制备与表征[D];福州大学;2010年
6 邓海霞;赤泥盐酸浸出液中钪的萃取试验研究[D];太原理工大学;2011年
7 张立娟;热带土壤剖面风化成壤过程中的元素地球化学特征[D];南京大学;2011年
8 贾利攀;加拿大含稀土磷矿的浮选行为研究[D];北京有色金属研究总院;2011年
9 金婷婷;调整剂对白钨矿石浮选影响的试验研究[D];江西理工大学;2011年
10 张明洋;硫化矿浮选体系中多矿相镁硅酸盐矿物的同步抑制研究[D];中南大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 任俊,卢寿慈;药剂在稀土浮选体系中的交互作用与相关关系[J];北京科技大学学报;1997年05期
2 罗宇煊,张甲耀,管筱武,龚利萍,郑连爽;嗜碱细菌降解木质素的复合碳源共代谢研究Ⅰ——复合碳源组合方式及氮源的选择[J];城市环境与城市生态;2000年02期
3 秦勇;张高勇;赵郁梅;赵建亮;李遵峰;;油溶性表面活性剂生物降解度的测定[J];日用化学工业;2006年06期
4 胡朋;;国外稀土资源开发与利用现状[J];世界有色金属;2009年09期
5 宋云华 ,沈丽璞;酸性火山岩类风化壳中稀土元素的地球化学实验研究[J];地球化学;1986年03期
6 包志伟;华南花岗岩风化壳稀土元素地球化学研究[J];地球化学;1992年02期
7 陈志澄,陈达慧,俞受鋆,庄文明,洪华华,符群策;试论有机质在华南花岗岩风化壳REE溶出、迁移和富集中的作用[J];地球化学;1994年02期
8 林传仙,郑作平;风化壳淋积型稀土矿床成矿机理的实验研究[J];地球化学;1994年02期
9 池汝安,徐景明,何培炯,朱永;华南花岗岩风化壳中稀土元素地球化学及矿石性质研究[J];地球化学;1995年03期
10 杨光明,潘兆橹;四川昌北M稀土矿若干问题的探讨[J];地质科技情报;1990年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 吴强;聚乙烯醇高效降解菌的筛选及降解性能的研究[D];浙江工业大学;2008年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 P·索马桑达兰,崔洪山,李长根;氧化矿物浮选理论基础[J];国外金属矿选矿;2001年01期
2 池汝安,王淀佐;浮选氟碳鈰矿捕收剂[J];有色矿冶;1992年06期
3 余永富;我国稀土矿选矿技术及其发展[J];西部探矿工程;2000年02期
4 熊述清,马成义;某氟碳铈矿型稀土矿石的浮选试验研究[J];矿产综合利用;2003年03期
5 朱申红,荀志远,冯捷,吕彦海,董法龙;组合用药及其在氟碳铈矿浮选中的应用[J];矿产综合利用;1999年02期
6 田俊德;四川牦牛坪氟碳铈矿选矿工艺的探讨[J];有色矿冶;1997年04期
7 任俊;明矾对氟碳铈矿与独居石浮选分离的影响[J];江西有色金属;1998年02期
8 D·W·富尔斯特瑙,魏明安,李长根;浮选百年[J];国外金属矿选矿;2001年03期
9 梁乃光;降低金精矿含砷试验研究和生产实践[J];黄金;1990年10期
10 曾兴兰,李芳积;微山稀土矿选矿工艺研究[J];上海第二工业大学学报;1991年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 贾木欣;汤集刚;;矿物学分析在浮选领域中的应用[A];中国矿山地质与西部矿山资源开发研讨会论文集[C];2001年
2 黄瑞强;;铜山口矿难选铜矿石选矿小型试验研究[A];2008年全国金属矿山难选矿及低品位矿选矿新技术学术研讨与技术成果交流暨设备展示会论文集[C];2008年
3 李维兵;张明;张国庆;景建华;;东鞍山贫赤铁矿石选矿技术研究[A];2008年全国金属矿山难选矿及低品位矿选矿新技术学术研讨与技术成果交流暨设备展示会论文集[C];2008年
4 喻连香;梁冬云;;钽铌矿尾砂的矿物特征及其综合利用[A];第十六届六省矿山学术交流会论文集[C];2009年
5 陈建利;吴喜真;郝高慧;;包头稀土矿萃取分离工业中氯化铵废水处理综述[A];2005中国钢铁年会论文集(第2卷)[C];2005年
6 李艳军;韩跃新;;硼铁矿选矿分离研究新进展[A];2005年全国选矿高效节能技术及设备学术研讨与成果推广交流会论文集[C];2005年
7 赵礼兵;张锦瑞;;组态软件在浮选加药控制系统中的应用[A];第十一届全国粉体工程学术会暨相关设备、产品交流会论文集[C];2005年
8 余永富;;我国稀土矿选矿技术及其发展[A];中国稀土学会第四届学术年会论文集[C];2000年
9 张忠汉;;我国钨矿石浮选技术进展[A];2007年中国稀土资源综合利用与环境保护研讨会论文集[C];2007年
10 李艳军;吕振福;高文义;韩跃新;;高品位铁精矿的制备技术研究[A];中国金属学会2008年非高炉炼铁年会文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 晓成;我国自主开发成功氟碳铈矿清洁冶金集成技术[N];中国有色金属报;2009年
2 常春;氟碳铈矿清洁冶金集成技市研发成功[N];中国国土资源报;2009年
3 小齐;中科院研制出清洁冶金集成新技术[N];中国有色金属报;2009年
4 欧阳仕元 谢富秋 陈翠兰;选矿不了情[N];中国矿业报;2000年
5 本报记者 陈岚;为让稀土变成“金”[N];四川日报;2001年
6 本报记者 薛景照;稀土开发要环保先行[N];中国高新技术产业导报;2002年
7 吴茗;蓦回首 科技已过万重山[N];中国有色金属报;2001年
8 王志星;铜矿峪矿选矿厂 小改小革做出大文章[N];中国有色金属报;2000年
9 记者:徐兰山;为铝合金加注自主创新含金量[N];科技日报;2005年
10 李杰;提高铅锌硫化矿资源利用率[N];科技日报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王成行;碱性岩型稀土矿的浮选理论与应用研究[D];昆明理工大学;2013年
2 朱阳戈;微细粒钛铁矿浮选理论与技术研究[D];中南大学;2012年
3 王福良;铜铅锌铁主要硫化氧化矿物浮选的基础理论研究[D];东北大学;2008年
4 刘文刚;新型赤铁矿反浮选脱硅捕收剂的合成及浮选性能研究[D];东北大学;2010年
5 刘方;硅酸盐矿物浮选过程中调整剂对捕收剂作用方式的研究[D];东北大学;2011年
6 袁露;新型硫化矿捕收剂的合成及其浮选性能研究[D];中南大学;2012年
7 夏柳荫;双季铵盐型Gemini捕收剂对铝硅酸盐矿物的浮选特性与机理研究[D];天津大学;2009年
8 秦伟;伴生银铅锌矿浮选药剂的设计、合成与浮选机理研究[D];中国矿业大学(北京);2013年
9 何名飞;滇东南含锡难处理铅锌矿选矿关键技术研究[D];中南大学;2012年
10 曹沁波;可溶性钾盐正浮选的浮选化学研究[D];山西大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈慧;复配捕收剂在难选胶磷矿浮选中的性能研究[D];武汉工程大学;2010年
2 薛宁;氯化钾低温浮选混合胺捕收剂的实验研究[D];山西大学;2012年
3 胡斌;脂肪酸皂捕收剂的合成及其对萤石矿的浮选性能[D];中南大学;2012年
4 张永;新型有机硅捕收剂对铝硅矿物浮选性能研究[D];中南大学;2011年
5 邓晓洋;α-氨基苄基膦酸的合成及其对萤石矿的浮选性能研究[D];中南大学;2013年
6 李防;磷矿浮选捕收剂的评价方法研究[D];武汉工程大学;2012年
7 贾利攀;加拿大含稀土磷矿的浮选行为研究[D];北京有色金属研究总院;2011年
8 周贤;新型磷矿捕收剂的制备及浮选性能研究[D];武汉工程大学;2010年
9 饶金山;氟碳铈矿浮选行为研究[D];中南大学;2013年
10 赵斌南;新型羧基羟肟酸类捕收剂的合成及其浮选分离铝硅矿物的行为[D];中南大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026