黑色岩系石煤钒矿和镍钼矿的选矿

【作者】：胡岳华
【出版时间】：2015-11
【字数】：251（千字）
【定价】：￥60（元）
【出版社】：中南大学出版社
【ISBN】：978-7-5487-2069-0
【页码】：（页）
【开本】：16开

黑色岩系镍钼矿和石煤钒矿的金属品位都达不到冶炼要求，传统冶炼工艺难以进行冶炼处理，常规选矿技术也难以富集处理，导致这类资源不能经济有效利用。本书主要阐述了黑色岩系石煤钒矿和镍钼矿矿床的特点和类型、工艺矿物学特点，并在此基础上主要研究了这两种黑色岩系选矿现状及技术，建立了黑色岩系石煤钒矿和镍钼矿浮选回收的技术原型等。

作者简介

胡岳华，男， 1962年1月生，教授、博士生导师，现任中南大学副校长，矿物加工工程长江学者特聘教授，国家级教学名师。先后承担了国家“973”、国家自然科学杰出青年基金、重点基金、国家支撑计划等项目。创立了铝-硅矿物浮选分离界面物理化学理论，并形成浮选溶液化学这一新的学科方向。曾获国家科技进步一等奖2项，二等奖1项；省部级自然科学一等奖2项，科技进步一等奖5项；在国内外科技期刊上发表论文175篇，被SCI收录115篇、 EI收录111篇，授权专利20项。

孙伟，男， 1973年4月生，教授、博士生导师，现任中南大学资源加工与生物工程学院副院长。2009年入选教育部新世纪优秀人才支持计划， 2014年被聘为中南大学升华学者特聘教授。主要从事浮选界面化学、浮选药剂、矿物表面性质、浮选泡沫稳定性、气泡与颗粒相互作用等领域的研究。主持省部级重要科研项目13项，其中，作为项目总负责人主持国家“十二五”科技支撑计划项目1项。申报国家发明专利77项（授权23项）。在国内外期刊上共发表论文159篇，其中被SCI收录41篇、 EI收录64篇，清华大学出版社出版英文专著1部。研究成果获省部级奖励7项。

王丽，女， 1986年4月生，山东省济宁人，博士。博士期间主要研究方向是石煤钒矿的浮选预富集技术及理论。在Applied Surface Science、 Powder Technology、 Minerals Engineering等著名期刊发表SCI论文6篇， EI 论文1篇，申请专利4项。

刘建东，男， 1983年5月生，黑龙江宁安人，博士，南华大学讲师。发表镍钼矿相关论文6篇，授权专利2项。主要从事矿物浮选、工艺矿物学、浮选药剂合成等方面的研究。

第1章绪论1
1.1石煤钒矿资源特点1
1.1.1石煤储量1
1.1.2石煤矿床和矿石类型2
1.1.3石煤的应用现状2
1.2石煤钒矿选冶研究现状4
1.2.1石煤冶炼工艺研究现状4
1.2.2石煤冶炼工艺存在的问题5
1.2.3石煤选矿工艺研究现状6
1.2.4石煤选矿技术难点8
1.3黑色岩系镍钼矿资源概况9
1.4镍钼矿选冶研究现状11
1.4.1镍钼矿的预处理工艺11
1.4.2镍钼矿冶金处理工艺12
1.4.3镍钼矿选矿处理工艺14
1.4.4镍钼矿选-冶联合处理工艺15
1.5黑色岩系资源开发研究的意义16
1.5.1石煤钒矿资源开发意义16
1.5.2镍钼矿资源开发意义17
参考文献17
第2章黑色岩系矿石性质和主要金属矿物嵌布关系24
2.1石煤钒矿中含钒矿物嵌布关系24
2.1.1化学组成及物相组成25
2.1.2含钒矿物的嵌布特征28
2.1.3含钙矿物的嵌布特征33
2.1.4碳质的嵌布特征34
2.1.5其他脉石矿物嵌布特征34
2.1.6矿石中钒、碳的粒级分布特征35
2.2黑色岩系镍钼矿镍、钼的赋存状态及嵌布关系38
2.2.1黑色岩系镍钼矿化学组成分析38
2.2.2黑色岩系镍钼矿中钼、镍赋存状态39
2.2.3黑色岩系镍钼矿矿物含量分析40
2.2.4黑色岩系镍钼矿筛分分析41
2.2.5黑色岩系镍钼矿主要矿物嵌布特征41
2.2.6工艺矿物学分析与浮选的关系45
参考文献47
第3章石煤主要矿物云母和石英的浮选行为及作用机理48
3.1捕收剂在含钒石煤浮选中的应用48
3.2阳离子捕收剂对石煤主要矿物的浮选行为50
3.2.1十二胺对云母和石英单矿物的浮选性能50
3.2.2十二烷基三甲基氯化铵对云母和石英单矿物的浮选性能50
3.2.3十四烷基三丁基氯化磷对云母和石英单矿物的浮选性能51
3.2.4十二烷氧基正丙基醚胺对云母和石英单矿物的浮选性能52
3.3阴阳离子组合捕收剂对石煤主要矿物的浮选行为53
3.3.1十二胺和油酸钠组合对云母和石英单矿物的浮选性能55
3.3.2十二烷基三甲基氯化铵和油酸钠组合对云母和石英单矿物的浮选性能57
3.4阴阳离子组合捕收剂的胶团化效应58
3.4.1阴阳离子表面活性剂复配对降低水的表面张力的协同效应58
3.4.2阴阳离子表面活性剂在水溶液中的微极性变化规律61
3.5阴阳离子组合捕收剂对云母和石英的作用机理63
3.5.1十二胺对云母和石英荷电性质的影响65
3.5.2组合捕收剂对云母和石英荷电性质的影响66
3.5.3十二胺在云母和石英表面的红外光谱分析68
3.5.4组合捕收剂在云母和石英表面的红外光谱分析69
3.5.5捕收剂在云母和石英表面吸附行为70
参考文献72
第4章镍钼矿中主要矿物氧化钼（镍）、钼酸钙、氟磷灰石浮选行为及其与药剂作用机理76
4.1油酸与CPC作捕收剂，氧化钼（镍）、氟磷灰石的可浮性76
4.1.1油酸浮选氧化钼（镍）、氟磷灰石试验研究76
4.1.2CPC浮选氧化钼（镍）、氟磷灰石试验研究77
4.2CPC作为捕收剂，抑制剂对矿物可浮性的影响78
4.2.1CPC作为捕收剂，水玻璃对矿物可浮性的影响78
4.2.2CPC作为捕收剂，六偏磷酸钠对矿物可浮性的影响80
4.2.3CPC作为捕收剂，酒石酸对矿物可浮性的影响82
4.3脂肪酸类捕收剂对钼酸钙、氧化镍、氟磷灰石可浮性的影响85
4.4CPC浮选氧化钼、氟磷灰石作用机理86
4.4.1CPC在氧化钼、氟磷灰石表面的吸附量研究86
4.4.2抑制剂对CPC在氧化钼、氟磷灰石表面吸附量的影响88
4.4.3矿物与药剂作用的红外光谱研究90
4.5脂肪酸类捕收剂浮选钼酸钙、氟磷灰石的作用机理93
4.5.1pH和药剂浓度对捕收剂与矿物作用黏着功WSG的影响93
4.5.2六偏磷酸钠的加入对捕收剂与矿物作用黏着功WSG的影响94
4.6钼酸钙和氟磷灰石溶解与浮选溶液化学分析97
4.6.1钼酸钙溶解组分浓度对数图及对浮选的影响97
4.6.2氟磷灰石溶解度对数图及其PZC的确定98
参考文献101
第5章石煤钒矿选矿技术103
5.1高钙风化黏土型石煤钒矿选矿技术103
5.1.1原矿性质及选矿难点103
5.1.2擦洗-沉降脱泥工艺103
5.1.3含钙矿物浮选条件试验研究110
5.1.4含钒矿物浮选条件试验研究119
5.1.5擦洗脱泥－浮选联合工艺122
5.2高碳硅质型石煤钒矿选矿技术126
5.2.1原矿性质及选矿难点126
5.2.2碳的一段浮选试验126
5.2.3碳的二段浮选试验130
5.2.4全流程开路试验131
5.2.5高碳石煤浸出渣脱碳技术133
5.3石煤浮选产品的浸出性能研究133
参考文献135
第6章镍钼矿新型浮选技术开发136
6.1镍钼矿选矿分离技术开发136
6.1.1磨矿细度对镍钼矿浮选行为的影响136
6.1.2镍钼矿强化分散技术开发138
6.1.3镍钼矿强化捕收技术开发142
6.1.4镍钼矿抑制剂选择试验145
6.1.5镍钼矿活化剂选择试验147
6.1.6镍钼矿起泡剂选择试验149
6.1.7镍钼矿梯级浮选新技术开发151
6.2从镍钼矿浮选尾矿中强化浮选回收镍、钼的研究161
6.2.1镍钼矿浮选尾矿的化学成分分析162
6.2.2镍钼矿浮选尾矿矿物组成分析163
6.2.3pH调整剂对镍钼矿浮选尾矿再选试验研究170
6.2.4抑制剂对镍钼矿浮选尾矿再选试验研究174
6.2.5活化剂对镍钼矿浮选尾矿再选试验研究176
6.2.6两种捕收剂针对镍钼矿浮选尾矿中镍矿物的
浮选行为178
6.2.7镍钼矿浮选尾矿再选闭路试验180
6.3镍钼矿浮选新技术工业应用181
6.3.1工业试验方案181
6.3.2选矿厂镍钼矿浮选生产指标182
6.3.3浮选厂图片183

黑色岩系是含有机碳（含量接近或大于1%）及硫化物较多的深灰-黑色的硅岩、碳酸盐岩、泥质岩(含层凝灰岩)及其变质岩石的组合体系，属还原性岩石。国内关于黑色岩系的研究始于20世纪60年代，虽然其中的金属资源有的已经被开发利用，但从整体上来看，以往只认为它们具有潜在的经济价值，直到20世纪80年代，关于黑色岩系的研究才真正被重视起来。

石煤是我国战略性金属钒的主要来源，由于人们普遍认为石煤中的钒不可选，长期以来没有进行石煤矿大规模的选矿处理，而是直接用低品位的石煤原矿进行冶炼提钒，导致冶炼过程处理量巨大，投资成本和冶炼成本高，直接冶炼没有经济效益。所以，本研究针对不同类型石煤，开发出不同的选矿技术，并系统研究了不同类型石煤的工艺矿物学及选矿机理，丰富和完善了我国石煤选矿的技术基础理论。

黑色岩系镍钼矿是一种非传统含镍钼矿产资源，直接用镍钼矿进行冶炼，镍和钼的品位都达不到冶炼要求。由于黑色岩系镍钼矿中镍、钼赋存状态复杂，传统冶炼工艺难以进行冶炼处理，常规选矿技术也难以富集处理，导致这类资源不能经济有效利用。针对这一难题，开发出黑色岩系镍钼矿梯级浮选新技术，大大提高了镍钼矿资源利用率，降低了处理成本，减少了环境污染，对黑色岩系矿产资源的浮选回收具有重要借鉴意义。

由此可见，黑色岩系选矿取得了突破性的进展。但是，目前还没有一本专门描述黑色岩系选矿的书籍。作者及其团队长期致力于黑色岩系石煤钒矿和镍钼矿的研究与开发，在承担省部级的相关科学研究及企业委托的工程建设中，累积形成了一些技术及成果，并主要以两本相关研究内容的博士论文为基础，编写了此书，仅供参考。



全书包括黑色岩系石煤钒矿和镍钼矿资源特点、研究现状、选矿基础理论及工艺技术，试图建立一个从理论到技术较为完善的黑色岩系选矿体系。本书得到国家“十二五”科技支撑项目（简称“十二五”，项目编号“2012BAB07B05”）及国家高技术研究发展计划（简称“863”，项目编号“2007AA06Z129”）的资助。

由于水平所限，不足之处在所难免，敬请读者赐教与斧正。

作者

2015年9月于长沙

当今有色金属已成为决定一个国家经济、科学技术、国防建设等发展的重要物质基础，是提升国家综合实力和保障国家安全的关键性战略资源。作为有色金属生产第一大国，我国在有色金属研究领域，特别是在复杂低品位有色金属资源的开发与利用上取得了长足进展。

我国有色金属工业近30年来发展迅速，产量连年来居世界首位，有色金属科技在国民经济建设和现代化国防建设中发挥着越来越重要的作用。与此同时，有色金属资源短缺与国民经济发展需求之间的矛盾也日益突出，对国外资源的依赖程度逐年增加，严重影响我国国民经济的健康发展。

随着经济的发展，已探明的优质矿产资源接近枯竭，不仅使我国面临有色金属材料总量供应严重短缺的危机，而且因为“难探、难采、难选、难冶”的复杂低品位矿石资源或二次资源逐步成为主体原料后，对传统的地质、采矿、选矿、冶金、材料、加工、环境等科学技术提出了巨大挑战。资源的低质化将会使我国有色金属工业及相关产业面临生存竞争的危机。我国有色金属工业的发展迫切需要适应我国资源特点的新理论、新技术。系统完整、水平领先和相互融合的有色金属科技图书的出版，对于提高我国有色金属工业的自主创新能力，促进高效、低耗、无污染、综合利用有色金属资源的新理论与新技术的应用，确保我国有色金属产业的可持续发展，具有重大的推动作用。

作为国家出版基金资助的国家重大出版项目， “有色金属理论与技术前沿丛书”计划出版100种图书，涵盖材料、冶金、矿业、地学和机电等学科。丛书的作者荟萃了有色金属研究领域的院士、国家重大科研计划项目的首席科学家、长江学者特聘教授、国家杰出青年科学基金获得者、全国优秀博士论文奖获得者、国家重大人才计划入选者、有色金属大型研究院所及骨干企业的顶尖专家。

国家出版基金由国家设立，用于鼓励和支持优秀公益性出版项目，代表我国学术出版的最高水平。 “有色金属理论与技术前沿丛书”瞄准有色金属研究发展前沿，把握国内外有色金属学科的最新动态，全面、及时、准确地反映有色金属科学与工程技术方面的新理论、新技术和新应用，发掘与采集极富价值的研究成果，具有很高的学术价值。

中南大学出版社长期倾力服务有色金属的图书出版，在“有色金属理论与技术前沿丛书”的策划与出版过程中做了大量极富成效的工作，大力推动了我国有色金属行业优秀科技著作的出版，对高等院校、研究院所及大中型企业的有色金属学科人才培养具有直接而重大的促进作用。

2015年12月