摘 要

金红石TiO₂含量高，杂质少，是提炼金属钛、制备钛白粉的优质原料。但由于我国金红石矿物嵌布粒度细、选矿难度大，一直以来并没有的到有效的开发利用。论文对大量文献资料进行了综述，提出对微细粒金红石进行微泡浮选是解决金红石选矿成本高的有效方法。

论文拟对微细粒金红石纯矿物进行微泡浮选，并应用多种捕收剂进行对比试验，研究捕收剂种类及用量与微泡参数间的相互作用关系。微细粒金红石微泡浮选的提出依据是：小气泡对细粒矿物颗粒进行浮选的效果，比大气泡对细粒矿物浮选的效果更好。

论文从微泡的基本性质、不同捕收剂对金红石微泡浮选的影响、不同捕收剂修饰下金红石表面的微泡特性三个方面入手进行研究。对本研究进行了可行性分析，通过现有对微细粒钼矿、微细粒黄铁矿应用微泡浮选的案例阐述了对微细粒金红石进行微泡浮选的优势和意义。

关键词：微泡浮选，微细粒金红石，捕收剂，微泡发生器

Abstract

Rutile has a high content of TiO₂ and few impurities. It is a high-quality raw material for refining titanium and preparing titanium dioxide. However, due to the fine particle size of the rutile mineral inlays in China and the difficulty in beneficiation, there has been no effective development and utilization. The paper reviews a large number of literature materials, and proposes that microbubble flotation of fine-grained rutile is an effective method to solve the high cost of rutile beneficiation.

The thesis intends to conduct microbubble flotation on fine-grained rutile pure minerals, and use a variety of collectors to conduct comparative tests to study the interaction between different collectors and the amount of collector and microbubble parameters. The basis for proposing the fine-grained rutile micro-bubble flotation is that smaller bubbles float finer mineral particles, and finer particles float better than larger bubbles.

The paper starts from three aspects: the basic properties of microbubbles, the effect of different collectors on the flotation of rutile microbubbles, and the characteristics of microbubble on the surface of rutile modified by different collectors. The feasibility analysis of this study was carried out, and the advantages and significance of microbubble flotation of fine-grained rutile compared with traditional ones were explained through the existing case of applying microbubble flotation to fine-grained molybdenum ore and fine-grain pyrite.

Key words: microbubble flotation, fine-grained rutile, collector, microbubble generator

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1 我国金红石浮选技术发展现状 1

1.1.1 金红石浮选捕收剂现状 1

1.1.2 金红石浮选工艺现状 3

1.2 微细粒矿物的浮选现状 4

1.2.1 微细粒矿物浮选工艺 5

1.2.2 微细粒矿物浮选药剂 6

1.3 微泡浮选现状 6

1.3.1 微泡发生设备 6

1.3.2 微泡浮选技术的应用 7

1.4 浮选气泡性质对浮选效果的影响 8

1.4.1 浮选气泡的性质和测量 8

1.4.2 气泡性质对浮选效果的影响 9

1.5 本文研究的背景、意义和主要内容 10

1.5.1 研究的背景及意义 10

1.5.2 研究的主要内容 10

第二章 试验样品及方法 11

2.1 矿样的制备 11

2.2 试验方法 11

2.2.1 微泡浮选 11

2.2.2 使用高速摄影机观察金红石-捕收剂-微泡界面 12

2.2.3 原子力显微镜测试 12

第三章 研究可行性报告 13

3.1 研究内容 13

3.2 研究方案 13

3.3 本研究可行性分析 14

第四章 预期结果 16

参考文献 17

致谢 19

文献综述

金属钛具有优良的理化性质，比强度高、耐腐蚀、耐低温、耐高温、密度较低，被广泛应用于航空航天、机械、船舶、化学等工业中，是我国14种战略储备资源之一。钛在我国的储量较高，在所有元素中其丰度居第10位。但由于钛元素在自然界中分布稀疏，难开采、难分选，其仍属于较稀有金属。钒钛磁铁矿是我国钛资源储量的主要组成部分，其次为金红石。由于目前钒钛磁铁矿的开采、加工技术较为落后，导致我国的钛资源利用率很低，大部分依赖进口。因此，研究对金红石的高效开发利用具有重要意义。

我国金红石资源绝大部分品位低、嵌布粒度细，分选较为困难，需要使用多流程联合分选，流程复杂，能耗高，加工成本高，分选出的产品缺乏市场竞争力。所以，如何更加高效、低成本的分选金红石，是金红石选矿研究的重点。

浮选是绝大部分有色金属的分选手段。浮选中，微泡浮选技术适用于微细粒级矿物的分选，而鉴于我国金红石资源嵌布粒度细的特点，使用微泡浮选可以更加高效且低成本地对金红石矿物进行分选，金红石微泡浮选的研究具有重大意义。

我国金红石浮选技术发展现状

目前研究人员对金红石的浮选进行了大量研究，在浮选捕收剂和工艺方面都有了一定进展。捕收剂的研究主要集中在对已有药剂的使用条件进行探究，了解捕收剂在不同矿浆浓度、pH、抑制剂浓度、活化剂浓度下的不同浮选行为，有少量关于捕收剂与矿物表面作用机理的研究，和个别关于合成新药剂的浮选效果验证。浮选工艺方面的探索以传统浮选方法为主，从加药浓度、搅拌速度、浮选时间等方面对原有工艺进行改善，而对矿浆气泡与矿物的结合机理研究少。

金红石浮选捕收剂现状

金红石浮选捕收剂可分为脂肪酸类、膦酸类、胂酸类和羟肟酸类。脂肪酸类捕收剂可以有效回收金属，但选择性低，产品品位低；毒性小、选择性高的膦酸类捕收剂价格昂贵；胂酸类捕收剂的选择性最好，但毒性很强；羟肟酸类捕收剂的捕收性能好，选择性高，但价格昂贵。不同特点的捕收剂在不同的应用场景下都能发挥其作用。