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微生物浸出含铁硅酸盐矿物制备超纯铁精矿的研究

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微生物浸出含铁硅酸盐矿物制备超纯铁精矿的研究

作者：张文兵太原理工大学

学位级别：硕士

超纯铁精矿作为一种重要的新型功能材料广泛应用于粉末冶金、磁性材料、合成氨催化剂和氧化铁红的制备等领域。制备超纯铁精矿的技术难题在于磁选铁精矿中硅元素的脱除。铁精矿中的含铁硅酸盐矿物与铁矿物均存在大量结构铁离子,物化性... 详细信息

超纯铁精矿作为一种重要的新型功能材料广泛应用于粉末冶金、磁性材料、合成氨催化剂和氧化铁红的制备等领域。制备超纯铁精矿的技术难题在于磁选铁精矿中硅元素的脱除。铁精矿中的含铁硅酸盐矿物与铁矿物均存在大量结构铁离子,物化性质差异小,限制了铁精矿“提铁降硅”的效率。虽然反浮选可以脱除部分含硅矿物,但是,常规的反浮选工艺存在着浮选工艺指标差的问题,难以获得超纯铁精矿产品。基于此,本文采用微生物浸矿的方法,对铁精矿中的含铁硅酸盐矿物(金云母、辉石、角闪石、红碧玉)进行脱硅处理,以降低铁精矿中的硅含量,得到高品位的超纯铁精矿,主要研究结果如下:1、采用平板划线法对菌种进行分离、纯化,得到单一菌种,经18SrDNA技术鉴定其为黑曲霉。本文选用Czapek’s培养基培养黑曲霉,探索了接菌量、碳源、氮源对黑曲霉生长的影响,结果表明黑曲霉生长的最适宜碳源、氮源和接菌量分别为甘露醇、硝酸钠、7 mL。2、采用摇瓶浸矿的方法分别考察了不同接菌量、浸矿时间、矿浆浓度条件下黑曲霉对四种含铁硅酸盐矿物的脱硅效果。结果表明含铁硅酸盐矿物的结构不同,黑曲霉浸矿脱硅的效果不同。对于单链含铁硅酸盐矿物辉石而言,在接菌量为7 mL,矿浆浓度为10%和浸矿时间为13 d时分别达到最佳浸矿效果,浸出液中硅含量分别达到65.21 mg/L、140.74 mg/L和125.47mg/L;角闪石为双链含铁硅酸盐矿物,在接菌量为7mL、矿浆浓度为10%和浸矿时间17 d时达到最佳浸矿效果,浸出液中的硅含量分别为42.84mg/L、148.63 mg/L和82.32 mg/L;金云母是层状含铁硅酸盐矿物,在接菌量为5 mL、矿浆浓度为12%和浸矿时间11 d分别达到最佳浸矿效果,浸出液中硅含量达到最大,分别为59.16 mg/L、301 mg/L和113.11 mg/L;红碧玉是架状含铁硅酸盐矿物,在接菌量为5 mL、矿浆浓度为8%和浸矿时间11 d时浸出液中硅含量达到最大,分别为60.47 mg/L、250.74 mg/L和126.37mg/L。3、利用XRD、SEM、FTIR对黑曲霉浸矿前后的实验矿样进行表征,探究了黑曲霉对四种含铁硅酸盐的作用机理。四种含铁硅酸盐矿物的结构存在差异,黑曲霉对不同结构矿样的作用方式也不完全相同。辉石经黑曲霉作用后,单链结构的硅氧四面体单元断裂,Si-O化学键发生变化;角闪石浸矿后,其犹如两个以硅氧四面体为单元的单链相互联结而形成的双链结构出现断裂,Si-O化学键以及O-H化学键减少;金云母属于层状硅酸盐矿物,由两个硅氧四面体片夹一个八面体片组成。在黑曲霉代谢产物有机酸酸解和胞外聚合物络合的作用下,金云母表面脆弱部分被侵蚀,溶出其三八面体层中的部分金属离子,促使部分被侵蚀的矿物颗粒晶格发生变形或崩解,云母层坍塌,溶出硅元素,金云母层间的水峰减弱,O-H官能团减少,且Si-O-Si化学键的吸收峰减弱;红碧玉为架状含铁硅酸盐矿物,经黑曲霉作用后,石英特征峰强度降低,结晶度下降,晶体结构遭到破坏,并且随着浸矿时间的增加,其程度越来越严重;浸矿后红碧玉中石英的Si-O化学键吸收峰减弱,破坏了角顶连接处的硅氧键。

关键词：超纯铁精矿含铁硅酸盐矿物黑曲霉摇瓶浸矿代谢产物

包头矿细粒铁矿物和含铁硅酸盐矿物选择性絮凝分离的研究

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金属矿山 1980年第3期 12-15页

作者：罗家柯冶金部北京矿冶研究总院

包头矿是我国特有的大型多金属共生矿,为综合利用矿石中的铁矿物,全国许多单位先后进行过浮选、重选、强磁选以及上述几种方法的联合流程的研究,主要是由于细粒铁矿物和含铁硅酸盐矿物的分离技术没有很好地解决,未能获得高品位铁精矿。

关键词：选择性絮凝细粒铁矿含铁硅酸盐矿物中贫氧化矿铁矿物金属矿物

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铁的碳酸盐矿物的选择溶解

冶金分析 1986年第4期 61-65页

作者：王忠贤地矿部郑州矿产综合利用研究所

铁的碳酸盐矿物主要指菱铁矿(FeCO)由于FeCO与MnCO和MgCO能形成完全类质同象系列;与CaCO形成不完全类质同象系列,所以菱铁矿中经常含有Mn、Mg、Ca类质同象混入物,形成变种:锰菱铁矿,镁菱铁矿,钙菱铁矿以及含铁的锰镁碳酸盐矿。其次是指... 详细信息

铁的碳酸盐矿物主要指菱铁矿(FeCO)由于FeCO与MnCO和MgCO能形成完全类质同象系列;与CaCO形成不完全类质同象系列,所以菱铁矿中经常含有Mn、Mg、Ca类质同象混入物,形成变种:锰菱铁矿,镁菱铁矿,钙菱铁矿以及含铁的锰镁碳酸盐矿。其次是指由于CaMg[CO](白云石)～CaFe[CO]形成完全类质同象系列的镁铁白云石[CaCO·(Mg·Fe)CO],当Fe>Mg时称铁白云石。

关键词：碳酸铁溶剂菱铁矿绿泥石铁白云石磁黄铁矿泥铁矿粘土矿物硫化矿物含铁硅酸盐矿物金属矿物铁矿物溶解率碳酸盐矿物

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降低包头铁精矿钾、钠含量的浮选试验研究

金属矿山 2006年第2期35卷 31-35页

作者：梅光军余军葛英勇余永富武汉理工大学

为降低包头铁精矿中钾、钠的含量,研究了包头白云鄂博矿山赤铁矿与含铁硅酸盐脉石霓石的浮选行为。以油酸钠为捕收剂的单矿物浮选试验发现,白云鄂博矿体中存在着3种颜色与可浮性不同的霓石矿物,其颜色越深含铁量越高,可浮性越好;氟硅酸... 详细信息

为降低包头铁精矿中钾、钠的含量,研究了包头白云鄂博矿山赤铁矿与含铁硅酸盐脉石霓石的浮选行为。以油酸钠为捕收剂的单矿物浮选试验发现,白云鄂博矿体中存在着3种颜色与可浮性不同的霓石矿物,其颜色越深含铁量越高,可浮性越好;氟硅酸铵抑制剂在pH=5左右的弱酸性条件下对霓石具有良好的选择性抑制作用。使用阴离子复合捕收剂S18浮选强磁扫选精矿的试验研究表明,氟硅酸铵作为含铁硅酸盐脉石矿物的抑制剂,对于降低精矿中Na2O、K2O等碱金属的含量十分有效。在小型试验基础上,工业分流试验采用反浮—正浮流程,在给矿铁品位36.91%,Na2O、K2O含量分别为1.29%、0.467%的情况下,获得了铁品位60.58%,Na2O、K2O含量分别为0.414%、0.115%的合格铁精矿。

关键词：氟硅酸铵赤铁矿含铁硅酸盐矿物碱金属浮选分离浮选行为试验研究钠含量铁精矿包头

氟硅酸铵在赤铁矿与含铁硅酸盐浮选分离中的选择性抑制作用

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矿冶工程 2005年第4期25卷 24-26,29页

作者：梅光军余军葛英勇余永富武汉理工大学资源与环境工程学院湖北武汉430070

研究了油酸钠为捕收剂的赤铁矿浮选中,水玻璃与氟化物等抑制剂对含铁硅酸盐脉石矿物霓石(NaFe2SiO6)的浮选抑制行为。单矿物浮选试验结果表明,以氟硅酸铵对霓石的抑制效果最好,在pH=4～5的弱酸性条件下具有最佳的选择性。人工混合矿浮... 详细信息

研究了油酸钠为捕收剂的赤铁矿浮选中,水玻璃与氟化物等抑制剂对含铁硅酸盐脉石矿物霓石(NaFe2SiO6)的浮选抑制行为。单矿物浮选试验结果表明,以氟硅酸铵对霓石的抑制效果最好,在pH=4～5的弱酸性条件下具有最佳的选择性。人工混合矿浮选分离试验结果表明,油酸钠(NaOL)与十二烷基磺酸钠(SDS)组合使用分选效果更佳。通过对矿物表面ζ电位与油酸钠吸附量的测定以及红外光谱分析,初步讨论了氟硅酸铵对霓石选择性抑制作用的机理。

关键词：氟硅酸铵赤铁矿含铁硅酸盐矿物浮选分离

羟基乙酸在赤铁矿与霓石浮选中抑制性能的研究

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矿冶工程 2000年第4期20卷 35-37,41页

作者：梅光军麦笑宇余永富湖南师范大学化学化工学院应用化学系湖南长沙410081 长沙矿冶研究院选矿研究所湖南长沙410012

赤铁矿与含铁硅酸盐脉石矿物由于具有相近的可浮性而难以分选 ,为此采用一种小分子有机抑制剂羟基乙酸作为含铁硅酸盐脉石矿物———霓石的选择性抑制剂 ,在pH值为 4～ 5的介质条件下成功地实现了赤铁矿与霓石的有效浮选分离。通过对矿... 详细信息

赤铁矿与含铁硅酸盐脉石矿物由于具有相近的可浮性而难以分选 ,为此采用一种小分子有机抑制剂羟基乙酸作为含铁硅酸盐脉石矿物———霓石的选择性抑制剂 ,在pH值为 4～ 5的介质条件下成功地实现了赤铁矿与霓石的有效浮选分离。通过对矿物在溶液中 ζ电位、药剂吸附量的测定以及理论分析。

关键词：赤铁矿含铁硅酸盐矿物羟基乙酸有机抑制剂浮选分离

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铁矿石物质组分与储量

地质与勘探 1985年第10期 26-36页

作者：杜劲光李茵冶金部地质局

问题的提出长期以来,铁矿是以全铁、可溶铁的含量和两者的差值来衡量其质量的,用TFe/FeO——磁性率来划分矿石工业类型.在勘探阶段,往往不考虑矿床和矿石类型,都以全铁、可溶铁和氧化亚铁作为铁矿石的基本分析项目,并以全铁制定工业指... 详细信息

问题的提出长期以来,铁矿是以全铁、可溶铁的含量和两者的差值来衡量其质量的,用TFe/FeO——磁性率来划分矿石工业类型.在勘探阶段,往往不考虑矿床和矿石类型,都以全铁、可溶铁和氧化亚铁作为铁矿石的基本分析项目,并以全铁制定工业指标来评价矿床.从铁矿床的勘探和已建选厂的生产实践中,逐渐认识到铁矿石中的含铁矿物很多,而且并不能全部回收.自70年代后期,有的矿床则以可溶铁的含量为依据来制定工业指标. 现在看来,用上述方法圈定矿体、划分矿石工业类型和计算储量仍存在一些问题,如:

关键词：铁矿石物相分析相分析硅酸铁碳酸铁金属矿物铁矿物含铁硅酸盐矿物物质组分

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铁矿石综合利用的研究与实践

金属矿山 1982年第5期 26-32页

作者：沈建民马鞍山矿山研究院

在我国已探明的铁矿资源中,不仅储量大,且分布区域也很广。在几种具有工业价值的铁矿床中,伴生有相当数量的有色金属和非金属有益矿物。这种类型的矿石,约占铁矿总储量的四分之一左右。它不仅是发展钢铁工业的主要原料,而且也是增加各... 详细信息

在我国已探明的铁矿资源中,不仅储量大,且分布区域也很广。在几种具有工业价值的铁矿床中,伴生有相当数量的有色金属和非金属有益矿物。这种类型的矿石,约占铁矿总储量的四分之一左右。它不仅是发展钢铁工业的主要原料,而且也是增加各种稀有金属、有色金属和非金属矿物的重要资源。建国三十多年来,我国铁矿石的选矿工业,在国家各有关部委的领导和推动下,经过广大

关键词：铁矿石矿床矿藏金属矿物铁矿物选矿厂磁选厂矿石类型硫化物矿物硫化矿物含铁硅酸盐矿物研究与实践

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包头矿选矿综合利用的研究

稀有金属 1982年第3期 11-17页

作者：罗家珂冶金工业部矿冶研究总院

本文论述了包头矿的物质组成及其特点。根据其矿石特点,制定了包头矿选矿综合利用新工艺。该工艺采用脂肪酸捕收剂浮选稀土和萤石,使之与铁和含铁硅酸盐矿物分离;随后采用不同的方法脱除剩余的脂肪酸和使用螯合型捕收剂羟肟酸(盐)进行... 详细信息

本文论述了包头矿的物质组成及其特点。根据其矿石特点,制定了包头矿选矿综合利用新工艺。该工艺采用脂肪酸捕收剂浮选稀土和萤石,使之与铁和含铁硅酸盐矿物分离;随后采用不同的方法脱除剩余的脂肪酸和使用螯合型捕收剂羟肟酸(盐)进行稀土和萤石分离,稀土、萤石浮选尾矿采用细磨和选择性团聚新技术使铁和含铁硅酸盐矿物获得满意的分离。其半工业试验指标:铁精矿品位62.83%、含氟0.18%、含磷0.074%,铁回收率82.44%,稀土总回收率39.44%,其中高品位稀土精矿品位61.10%,回收率25.13%,低品位稀土精矿品位39.44%,回收率14.31%,萤石精矿品位含氟化钙90.22%,回收率11.10%。

关键词：含铁硅酸盐矿物萤石细磨非金属矿物磨矿稀土精矿铁矿物金属矿物铁精矿品位