摘 要

本论文回顾了钛铁矿资源利用现状及浮选药剂研究进展，指出开发新型药剂和运用组合药剂是提高钛铁矿浮选效率的应用趋势。通过单矿物和混合矿物浮选实验分别研究了阴离子捕收剂油酸钠（NaOl）、苯乙烯膦酸（SPA）及二者的组合药剂对钛铁矿和辉石可浮性的影响，重点研究了药剂用量、pH、混合用药的配比等因素对钛铁矿和辉石浮选指标的影响，从而确定了最佳的浮选分离条件。发现钛铁矿浮选过程中，NaOl的最适pH值为10且具有更强的捕收性能，而SPA最适pH值为4且具有更好的选择性。两者混用的效果更好，最适pH值为6，最佳用药配比为NaOl：SPA=3:1。

随后探索了药剂在矿物表面的作用机理，通过Zeta电位揭示了阴离子组合捕收剂NaOl和SPA在钛铁矿表面存在协同吸附作用。并利用XPS光电子能谱检测试验，发现了组合药剂在钛铁矿表面对Fe原子的吸附能的实际化学偏移量要高于按药剂配比计算得到的化学偏移量，而其在Ti原子的现象相反，说明NaOl和SPA组合药剂在钛铁矿表面产生化学共吸附的主要作用质点是Fe原子。

关键词：油酸钠；苯乙烯膦酸；钛铁矿；浮选；组合捕收剂

Abstract

This paper reviews the utilization of ilmenite resources and the development of flotation agents. And points out that the development of new agents and the application of combination agents are the application trend to improve the flotation efficiency of ilmenite. Through single mineral experiment and mixed mineral experiment, the floatability of ilmenite and pyroxene of sodium oleate (NaOl), styrene phosphonic acid (SPA) and the combination collector was studied. The influence of factors such as the dosage of agents, pH and the proportion of mixed drugs on the flotation indexes of ilmenite and pyroxene was studied, and the optimal flotation separation conditions were determined.It was found that in the process of ilmenite flotation, the optimal pH value of NaOl was 10 and it had stronger collecting performance, while the optimal pH value of SPA was 4 and it had better selectivity. The optimal pH value was 6, and the optimal dosage ratio was NaOl: SPA=3:1.

Subsequently, the mechanism of action of the agent on the mineral surface was explored, and the synergistic adsorption of the combined anion collector NaOl and SPA on the surface of ilmenite was revealed by Zeta potential. And by using XPS photoelectron spectroscopy detection test, and discovered the combination reagent in ilmenite surface adsorption for Fe atoms can the actual chemical offset is higher than that of calculated according to the ratio of reagents chemical offsets, and its opposite in Ti in the phenomenon of the atom, NaOl and SPA combination reagent in ilmenite surface produce chemical adsorption particle is the main function of Fe atoms.

Key words: sodium oleate，styrene phosphonic acid，ilmenite, flotation, combination collector

目录

摘要 I

Abstract II

第一章研究目的、意义和内容 1

1.1研究目的和意义 1

1.2 研究内容 2

第二章钛资源概况 3

2.1钛的性质、化合物以及用途 3

2.2钛资源使用、生产工艺以及生产现状 4

2.3钛资源及其分布 9

2.3.1国外钛资源分布情况 11

2.3.2国内钛资源分布情况 12

2.4含钛矿物的选别方法 14

2.4.1重选 14

2.4.2磁选 15

2.4.3电选 16

2.4.4浮选 16

第三章钛铁矿浮选研究现状 20

3.1国内外钛铁矿浮选药剂研究的历史和情况 20

3.2捕收剂 21

3.2.1脂肪酸类捕收剂 21

3.2.2磷酸类捕收剂 22

3.2.3羟肟酸类捕收剂 23

3.2.4胂酸类捕收剂 23

3.2.5新型组合捕收剂 24

3.3调整剂 27

3.3.1抑制剂 27

3.3.2活化剂 28

3.3.3其他调整剂 28

第四章 实验、研究方法与结果分析 29

4.1实验矿样、试剂与仪器 29

4.2实验步骤和研究方法 29

4.2.1单矿物浮选 29

4.2.2混合矿物浮选 29

4.2.3 Zeta电位测定 29

4.2.4 XPS测定 30

4.3结果分析 30

4.3.1单矿物浮选实验 30

4.3.2混合矿物浮选实验 32

4.3.3 Zeta电位测定 34

4.3.4 XPS测定 37

第五章结论与展望 39

5.1结论 39

5.2展望 39

致谢 41

参考文献 42

第一章研究目的、意义和内容

1.1研究目的和意义

钛作为二十一世纪的新兴金属，它的优越性能已经受到万众瞩目，拥有着比肩钢铁般的硬度，但同时又具有金银等惰性金属的常态不活泼性——这让它具备了极其优秀的抗腐蚀能力。众所周知，海水对于金属的腐蚀能力是有目共睹的，因为海水本身的环境就如同一个电解池般的存在，而且现在所应用的金属都以合金为主，所以很容易构成原电池。既然是原电池，那么对于金属的腐蚀性威胁就更大，有人曾经做过实验：将一块钛金属沉入海底十几年甚至数十年，等待时光的流逝，研究者再一次把它从黑暗的深渊里面捞出来，钛金属表面依旧光鲜如新。除此之外，也有研究者拿出了目前的酸性之皇——王水对钛进行了溶解实验，也无功而返。钛的用途和重要性日益显现。钛在社会的不断发展和科技进步当中扮演着越来越重要的角色，现如今的高科技领域和高科技产品中，钛已经成为了不可替代的核心之一。无论是在航空航天中成为金属零件的不可或缺的元素，还是国防科技的材料支撑之一，如果说没有钛这种元素，科技的发展在一定程度上会出现停滞。钛同时也具有亲民的一面，出现在我们日常生活中的方方面面，颜料、眼镜、体育器材、衣物，塑料和食品方面都不离开钛在背后起的作用。

随着社会对于矿产资源的依赖，对钛资源的依赖以及当今世界趋势下的矿产资源——优质钛资源的日益减少，如何为社会为科技提供更加丰富且更加优质的钛和钛的相关产品已经成为一个不可忽视的问题。矿物资源是重要的工业原材料，是保证国民经济发展的重要支撑。我国是多数资源能够自给自足的少数国家之一。对于许多矿产资源，中国的资源储量在世界所有国家排名内都能名列前茅，连钛资源也是如此。可我国的资源在另外的方面又呈现着不尽人意和资源总储量相反的态势，那就是矿产资源的品位了。其中我国的钛资源也无法避免的呈现出了这样一种趋势，即储量丰富，但是品位低，除此之外更麻烦的在于含钛矿物的成分复杂，可选性十分的差。矿石难选是我国目前绝大多数钛资源没法被有效开采的主要难点。我国能被有效开采，较为优质的钛资源储量比较少，所以不能因为我国是储钛大国就盲目乐观，而应该积极发现我国在钛资源开发过程中遇到的各种问题，突破现有技术壁垒、提高对矿产资源的综合利用率是目前矿产资源开发领域迫切的需求。