随着铁矿石的不断开采,贫矿、难选矿石日益增多。为了保证铁的品位和回收率,一方面通过增大磨矿细度来达到矿物的单体解离,另一方面通过增加浮选抑制剂淀粉的用量,提高有用矿石的分离效率,但同时也会导致精矿粒度细、矿浆黏度高等问题。粒度过细会加剧滤布的堵塞情况,降低滤饼渗透率,改变滤饼内部的毛细力,形成收缩裂纹,影响过滤设备的正常运行。矿浆的高黏度还会导致处理量降低,滤饼水分升高。为此,本文针对甘肃某选烧厂焙烧-弱磁选铁精矿(以下简称弱磁精矿)存在的加压脱水阶段滤饼开裂以及过滤性能差等问题进行了研究,为解决选矿工业中的问题提供理论基础和实验依据。首先分析了收缩裂纹的形成过程、影响因素以及常见的解决措施。基于液桥模型分析,发现毛细力是导致收缩裂纹的内在原因,对该受力过程进行分析推导出毛细力公式,发现颗粒接触角和液相表面张力在该式中占较大比重。从降低毛细力的角度入手,研究了阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)在样品颗粒表面的吸附行为,并采用实验室加压过滤装置,验证了CTAB对弱磁精矿滤饼收缩裂纹的改善效果。分析表明,CTAB分子主要通过静电引力吸附到颗粒表面,符合BET多分子层吸附模型。当所配悬浮液中固体颗粒浓度和CTAB浓度分别为200 g/L和120 mg/L,颗粒的最大接触角为85.05°,同时溶液的表面张力下降了21.73 mN/m,达到46.77 mN/m,毛细力降至初始值的六分之一左右。在过滤压力达到0.3 MPa前,滤饼表面没有裂纹生成。超过0.3 MPa后,虽然有裂纹生成,但相较于未加CTAB预处理的滤饼,裂纹参数显著改善。针对焙烧-弱磁选铁精矿过滤速率慢、滤饼水分高等问题,分析了颗粒性质对过滤速率和滤饼含水率的影响机理,从改善颗粒细化与固液交互作用力的角度着手,添加不同的絮凝剂、表面活性剂及其复合来改善过滤性能。采用改进的真空过滤实验装置,验证了不同类型的化学助滤剂对精矿过滤性能的作用效果及作用机理。实验结果表明,有机高分子絮凝剂通过吸附架桥使细颗粒形成絮团,增强滤饼渗透率,解决了粒度细的问题,从而提高过滤速率;表面活性剂通过降低气液表面张力和颗粒润湿性,降低毛细管压力,改善了界面性质的问题,从而降低滤饼含水率;絮凝剂与表面活性剂适当复合,既能提高过滤速率,又能在一定程度上降低滤饼含水率。