·1398 工程科学学报，第41卷，第11期 enhance the flotation performance of fine hematite particles.However,excessive coarse particles could strengthen the grinding/attrition effects during the flotation,thereby possibly weakening the self-carrier effects of coarse particles and resulting in decreased flotation recovery. KEY WORDS hematite;flotation;fine particles;self-carrier effect;E-DLVO theory 我国铁矿资源具有“贫”、“细”、“杂”的特点， (粗粒)和-18um(细粒)两个粒级，作为浮选试验 其中平均品位低、嵌布粒度细、矿物组成复杂的 矿样.X射线衍射和化学多元素分析分别如图1 难选铁矿石所占比例较大山.微细粒嵌布的赤铁矿 和表1所示，结果表明赤铁矿的纯度在95%以上， 石属于一种典型的难选铁矿石，在我国分布广泛，该 满足试验的要求.粗粒和细粒赤铁矿的粒度分布 类型矿石分选过程中为使铁矿物达到单体解离往 特征由Mastersizer3000激光粒度仪测得，结果如 往需要细磨，这就不可避免地产生大量的微细粒P-刃 图2所示 目前，微细粒矿物的浮选普遍存在回收率低、分选 5000 效果差等问题，这主要是由于微细粒矿物的质量 小、比表面积大，因而浮选过程中颗粒与气泡的碰 4000 撞-黏附概率低、药剂消耗量大，此外还容易发生 ☆赤铁矿 无选择性地机械夹带，往往导致浮选效果不佳 ~3000 载体浮选是处理微细粒矿物的有效方法之 2000 一，其基本原理是以粗粒矿物为“载体”，使微细粒 矿物黏附到粗颗粒表面，增大浮选过程中颗粒的 1000 表观粒径，从而改善微细粒矿物的浮选效果刀 目前，对于微细粒赤铁矿来说，相关研究主要是关 于微细粒赤铁矿的选择性絮凝、剪切（疏水）絮凝 1020 30 4050 60 70 90 2) 等，即通过微细粒间的团聚/絮凝来提高浮选指标， 图1赤铁矿的X射线衍射图 但由于需要高药剂用量、强搅拌条件等，同时生成 Fig.I X-ray diffraction spectrum of hematite 的絮团普遍存在结构较松散、易碎裂等问题，这就 大大增加了上述工艺实际应用的难度 表1单矿物化学多元素分析结果（质量分数） 相关研究资料表明，浮选过程中赤铁矿颗粒 Table 1 Chemical element analysis results of single 间存在明显的相互作用，因此研究粗粒对微细粒 minerals % 赤铁矿浮选的强化作用，即粗粒赤铁矿的“自载体 TFe FeO SiO, Al2O3 Mgo Cao 作用”，不仅可解决絮凝浮选中的高药剂用量、絮 68.17 0.43 1.65 0.28 0.04 0.080.020.05 团结构松散等问题，还能避免异类矿物作“载体” 时被载矿物与载体矿物的分离的问题以及载体矿 物的回收再利用等工序，更有利于工业实践与应 18 用0，但相应的研究与报道较少.鉴于此，本文 16 细粒(-18um) 主要探索了赤铁矿浮选过程中的“自载体作用”， 14 …粗粒(-106+45m) 通过对比粗粒和细粒赤铁矿浮选的差异，研究了 12 粗粒对微细粒赤铁矿浮选的影响及作用机理，这 : 对于微细粒嵌布赤铁矿石的高效利用具有一定的 8 理论和实际意义 6 1 试验材料与方法 1.1试验材料 10 100 1000 试验所用赤铁矿取自辽宁鞍山地区，经过破 粒级小m 碎-手选除杂一磨矿-一摇床后得到高纯度的赤铁矿， 图2赤铁矿的粒度分布图 然后通过标准筛湿筛（或水析法）制得-106+45m Fig.2 Particle size distribution of hematiteenhance the flotation performance of fine hematite particles. However, excessive coarse particles could strengthen the grinding/attrition effects during the flotation, thereby possibly weakening the self-carrier effects of coarse particles and resulting in decreased flotation recovery. KEY WORDS    hematite；flotation；fine particles；self-carrier effect；E-DLVO theory 我国铁矿资源具有“贫”、“细”、“杂”的特点， 其中平均品位低、嵌布粒度细、矿物组成复杂的 难选铁矿石所占比例较大[1] . 微细粒嵌布的赤铁矿 石属于一种典型的难选铁矿石，在我国分布广泛，该 类型矿石分选过程中为使铁矿物达到单体解离往 往需要细磨，这就不可避免地产生大量的微细粒[2−3] . 目前，微细粒矿物的浮选普遍存在回收率低、分选 效果差等问题，这主要是由于微细粒矿物的质量 小、比表面积大，因而浮选过程中颗粒与气泡的碰 撞-黏附概率低、药剂消耗量大，此外还容易发生 无选择性地机械夹带，往往导致浮选效果不佳[4−5] . 载体浮选是处理微细粒矿物的有效方法之 一，其基本原理是以粗粒矿物为“载体”，使微细粒 矿物黏附到粗颗粒表面，增大浮选过程中颗粒的 表观粒径，从而改善微细粒矿物的浮选效果[6−7] . 目前，对于微细粒赤铁矿来说，相关研究主要是关 于微细粒赤铁矿的选择性絮凝、剪切（疏水）絮凝 等，即通过微细粒间的团聚/絮凝来提高浮选指标， 但由于需要高药剂用量、强搅拌条件等，同时生成 的絮团普遍存在结构较松散、易碎裂等问题，这就 大大增加了上述工艺实际应用的难度[8] . 相关研究资料表明，浮选过程中赤铁矿颗粒 间存在明显的相互作用[9] ，因此研究粗粒对微细粒 赤铁矿浮选的强化作用，即粗粒赤铁矿的“自载体 作用”，不仅可解决絮凝浮选中的高药剂用量、絮 团结构松散等问题，还能避免异类矿物作“载体” 时被载矿物与载体矿物的分离的问题以及载体矿 物的回收再利用等工序，更有利于工业实践与应 用[10−11] ，但相应的研究与报道较少. 鉴于此，本文 主要探索了赤铁矿浮选过程中的“自载体作用”， 通过对比粗粒和细粒赤铁矿浮选的差异，研究了 粗粒对微细粒赤铁矿浮选的影响及作用机理，这 对于微细粒嵌布赤铁矿石的高效利用具有一定的 理论和实际意义. 1    试验材料与方法 1.1    试验材料 试验所用赤铁矿取自辽宁鞍山地区，经过破 碎−手选除杂−磨矿−摇床后得到高纯度的赤铁矿， 然后通过标准筛湿筛（或水析法）制得−106 + 45 μm （粗粒）和−18 μm（细粒）两个粒级，作为浮选试验 矿样. X 射线衍射和化学多元素分析分别如图 1 和表 1 所示，结果表明赤铁矿的纯度在 95% 以上， 满足试验的要求. 粗粒和细粒赤铁矿的粒度分布 特征由 Mastersizer 3000 激光粒度仪测得，结果如 图 2 所示. 表 1    单矿物化学多元素分析结果（质量分数） Table 1    Chemical  element  analysis  results  of  single minerals % TFe FeO SiO2 Al2O3 MgO CaO P S 68.17 0.43 1.65 0.28 0.04 0.08 0.02 0.05 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 1000 2000 3000 4000 5000 ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ 强度（计数） ☆赤铁矿 2θ/(°) 图 1    赤铁矿的 X 射线衍射图 Fig.1    X-ray diffraction spectrum of hematite 0.1 1 10 100 1000 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 分布率/% 粒级/μm 细粒 (−18 μm) 粗粒 (−106+45 μm) 图 2    赤铁矿的粒度分布图 Fig.2    Particle size distribution of hematite · 1398 · 工程科学学报，第 41 卷，第 11 期