·372 北京科技大学学报 第34卷 增加，磁化效果增强：但随时间增加，F2被氧化，减 从53.8%增加到94.6%，实现自磁化. 弱了磁化的效果 (3)含有赤铁矿和菱铁矿的混合矿物的自磁化 3.3实际矿物实验 结果表明，100℃下菱铁矿溶解10min,样品自磁化 实验样品取自某铁矿综合尾矿中小于0.038 回收率从66.8%增加到72.6%. mm的颗粒，含T℉e>21.05%(质量分数).铁矿物 (4)实际矿石实验验证了单矿物实验和混合矿 主要为赤铁矿和菱铁矿，杂质主要为石英和氧化钙. 物实验，含有菱铁矿和赤铁矿的尾矿样品自磁化回 样品在浓度为0.1 mol.LH,S0,的溶液中反应一定 收率从46.3%提高到63.1%. 时间后，加入氨水搅拌，然后在0.55T的磁感应强 度下磁选回收.溶解反应时间对回收率的影响如图 参考文献 8所示 Jiang C L Theory and Technics of Magnetic Separation.Beijing: 从图8可见，样品回收率随反应时间延长而急 Metallurgy Industry Press,1994 剧增加，但在反应10min后回收率增长放缓，并趋 (蒋朝澜.磁选理论和工艺.北京：治金工业出版社，1994) 于稳定.这可能是H,S0,与样品中的菱铁矿反应， 2] Terashima Y,Ozaki H,Sekine M.Removal of dissolved heavy 溶解产生的铁离子满足合成磁性粒子的条件，所以 metals by chemical coagulation,magnetic seeding and high gradi- 样品回收率急剧增加.随着反应的进行，体系中 ent magnetic filtration.Water Res,1986,20(5):537 H,S0,浓度降低，菱铁矿溶解的速度放慢，产生Fe2+ B] Shaikh A M H,Dixit S G.Removal of phosphate from waters by precipitation and high gradient magnetic separation.Water Res, 的速度变小.但是，随着Fe2+的氧化，矿浆中Fe3+ 1992,26(6):845 的增加速度大于Fe2+的增加速度，加入氨水后合成 [4]Feng D,Aldrich C,Tan H.Removal of heavy metal ions by carri- 的磁性粒子没有大量增加，所以回收率没有明显增 er magnetic separation of adsorptive particulates.Hydrometallurgy, 加，而趋于平稳 2000,56(3):359 5] Karapinar N.Magnetic separation of ferrihydrite from wastewater 含有赤铁矿和菱铁矿的尾矿样品，与0.1mol· by magnetic seeding and high-gradient magnetic separation.Int L-'的H,S0,反应10min后，加入氨水磁化，样品回 Miner Process,2003,71(1-4)45 收率从46.3%提高到63.1%，实现了自磁化. [6]Hwang J Y,Kullerud G,Takayasu M,et al.Selective seeding for magnetic separation.IEEE Trans Magn,1982,18(6):1689 70t 7]Parsonage P.Principles of mineral separation by selective magnetic coating.Int J Miner Process,1988,24(3/4):269 65 [8]Liu QX,Friedlaender F J.Fine particle processing by magnetic carrier methods.Miner Eng,1994,7(4):449 9]Prakash S,Das B,Mohanty JK,et al.The recovery of fine iron 回55 minerals from quartz and corundum mixtures using selective mag- netic coating.Int J Miner Process,1999,57 (2):87 50 [10]Anastassakis G N.A study on the separation of magnesite fines by magnetic carrier methods.Colloids Surf A,1999,149 (1- 1015202530 3):585 反应时问min [11]Anastassakis C N.Separation of fine mineral particles by selee- 图8样品反应时间对回收率的影响 tive magnetic coating.J Colloid Interface Sci,2002,256(1): Fig.8 Effect of reaction time on the recovery of actual mixture minerals 114 [12]Hwang J Y.Reagents for Magnetizing Nonmagnetic Materials:US 4结论 Patent,4834898.198905-30 [13]Hwang J Y.Method of Magnetizing Nonmagnetic Materials:US (1)通过溶解时间、铁离子和H,0,等因素对菱 Patent,4906382.1990-03-06 铁矿单矿物在H,S0,中溶解行为的考察，证明菱铁 [14]Hwang J Y.Adsorption of surfactant dispersed nanometer magne- 矿在矿浆中溶解产生e2+,并可以被氧化为Fe3+: tite.J Miner Mater Charact Eng,2002,1(2):131 [15]Wu X Q,Ai Y L.Magnetization of weakly magnetic mineral by 矿浆中具备了合成磁性粒子的前提条件. iron ion//Proceedings of the XXIV IMPC.Beijing,8:865 (2)温度是影响自磁化的重要因素.在100℃ (伍喜庆，艾永亮.弱磁性矿物的矿浆磁化/1第24届国际矿 下，菱铁矿与H,S0,中溶解5min,其自磁化回收率 物加工大会论文集.北京，2008：865)北 京 科 技 大 学 学 报 第 34 卷 增加，磁化效果增强; 但随时间增加，Fe 2 + 被氧化，减 弱了磁化的效果． 3. 3 实际矿物实验 实验样品取自某铁矿综合尾矿中小于 0. 038 mm 的颗粒，含 TFe ＞ 21. 05% ( 质量分数) ． 铁矿物 主要为赤铁矿和菱铁矿，杂质主要为石英和氧化钙． 样品在浓度为 0. 1 mol·L － 1 H2 SO4的溶液中反应一定 时间后，加入氨水搅拌，然后在 0. 55 T 的磁感应强 度下磁选回收． 溶解反应时间对回收率的影响如图 8 所示． 从图 8 可见，样品回收率随反应时间延长而急 剧增加，但在反应 10 min 后回收率增长放缓，并趋 于稳定． 这可能是 H2 SO4 与样品中的菱铁矿反应， 溶解产生的铁离子满足合成磁性粒子的条件，所以 样品回收率急剧增加． 随着反应的进行，体系中 H2 SO4浓度降低，菱铁矿溶解的速度放慢，产生 Fe 2 + 的速度变小． 但是，随着 Fe 2 + 的氧化，矿浆中 Fe 3 + 的增加速度大于 Fe 2 + 的增加速度，加入氨水后合成 的磁性粒子没有大量增加，所以回收率没有明显增 加，而趋于平稳． 含有赤铁矿和菱铁矿的尾矿样品，与 0. 1 mol· L － 1 的 H2 SO4反应 10 min 后，加入氨水磁化，样品回 收率从 46. 3% 提高到 63. 1% ，实现了自磁化． 图 8 样品反应时间对回收率的影响 Fig． 8 Effect of reaction time on the recovery of actual mixture minerals 4 结论 ( 1) 通过溶解时间、铁离子和 H2O2等因素对菱 铁矿单矿物在 H2 SO4中溶解行为的考察，证明菱铁 矿在矿浆中溶解产生 Fe 2 + ，并可以被氧化为 Fe 3 + ; 矿浆中具备了合成磁性粒子的前提条件． ( 2) 温度是影响自磁化的重要因素． 在 100 ℃ 下，菱铁矿与 H2 SO4中溶解 5 min，其自磁化回收率 从 53. 8% 增加到 94. 6% ，实现自磁化． ( 3) 含有赤铁矿和菱铁矿的混合矿物的自磁化 结果表明，100 ℃下菱铁矿溶解 10 min，样品自磁化 回收率从 66. 8% 增加到 72. 6% ． ( 4) 实际矿石实验验证了单矿物实验和混合矿 物实验，含有菱铁矿和赤铁矿的尾矿样品自磁化回 收率从 46. 3% 提高到 63. 1% ． 参 考 文 献 ［1］ Jiang C L． Theory and Technics of Magnetic Separation． Beijing: Metallurgy Industry Press，1994 ( 蒋朝澜． 磁选理论和工艺． 北京: 冶金工业出版社，1994) ［2］ Terashima Y，Ozaki H，Sekine M． Removal of dissolved heavy metals by chemical coagulation，magnetic seeding and high gradi￾ent magnetic filtration． Water Res，1986，20( 5) : 537 ［3］ Shaikh A M H，Dixit S G． Removal of phosphate from waters by precipitation and high gradient magnetic separation． Water Res， 1992，26( 6) : 845 ［4］ Feng D，Aldrich C，Tan H． Removal of heavy metal ions by carri￾er magnetic separation of adsorptive particulates． Hydrometallurgy， 2000，56( 3) : 359 ［5］ Karapinar N． Magnetic separation of ferrihydrite from wastewater by magnetic seeding and high-gradient magnetic separation． Int J Miner Process，2003，71( 1 － 4) : 45 ［6］ Hwang J Y，Kullerud G，Takayasu M，et al． Selective seeding for magnetic separation． IEEE Trans Magn，1982，18( 6) : 1689 ［7］ Parsonage P． Principles of mineral separation by selective magnetic coating． Int J Miner Process，1988，24( 3 /4) : 269 ［8］ Liu Q X，Friedlaender F J． Fine particle processing by magnetic carrier methods． Miner Eng，1994，7( 4) : 449 ［9］ Prakash S，Das B，Mohanty J K，et al． The recovery of fine iron minerals from quartz and corundum mixtures using selective mag￾netic coating． Int J Miner Process，1999，57( 2) : 87 ［10］ Anastassakis G N． A study on the separation of magnesite fines by magnetic carrier methods． Colloids Surf A，1999，149 ( 1 － 3) : 585 ［11］ Anastassakis G N． Separation of fine mineral particles by selec￾tive magnetic coating． J Colloid Interface Sci，2002，256 ( 1 ) : 114 ［12］ Hwang J Y． Reagents for Magnetizing Nonmagnetic Materials: US Patent，4834898． 1989--05--30 ［13］ Hwang J Y． Method of Magnetizing Nonmagnetic Materials: US Patent，4906382． 1990--03--06 ［14］ Hwang J Y． Adsorption of surfactant dispersed nanometer magne￾tite． J Miner Mater Charact Eng，2002，1( 2) : 131 ［15］ Wu X Q，Ai Y L． Magnetization of weakly magnetic mineral by iron ion / /Proceedings of the XXIV IMPC． Beijing，2008: 865 ( 伍喜庆，艾永亮． 弱磁性矿物的矿浆磁化/ /第 24 届国际矿 物加工大会论文集． 北京，2008: 865) ·372·