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本论文以褐铁矿与方解石、石英及高岭石的浮选分离方案的选定为主线,通过单矿物及人工混合矿物浮选分离试验,系统考察了捕收剂、起泡剂、抑制剂、难免离子等对矿物浮选行为的影响,确定了不同类型人工混合矿的浮选分离方案。最后借助矿物晶体结构分析、浮选溶液化学分析、动电位测定、红外光谱分析等手段,分析了有关药剂与矿物的作用机理。单矿物浮选试验结果表明：油酸钠、十二烷基磺酸钠、苯甲羟肟酸及水杨羟肟酸可能成为褐铁矿与其它三种脉石矿物分离的有效捕收剂。油酸钠浮选体系中,在适当的矿浆pH范围内,六偏磷酸钠和红根栲胶对方解石具有很好的抑制作用,而对褐铁矿、石英和高岭石的可浮性影响较小；焦磷酸钠对褐铁矿具有较好的抑制作用,而对方解石、石英和高岭石的可浮性影响较小。钙离子强烈抑制褐铁矿,在强碱条件下(pH=12左右)强烈活化石英；铁离子强烈活化石英,对于被Fe3+活化的石英,六偏磷酸钠具有去活化作用。在单矿物浮选试验的基础上,选定油酸钠和苯甲羟肟酸为捕收剂,六偏磷酸钠和焦磷酸钠为抑制剂,根据不同混合矿类型最终确定了相应的浮选分离方案(正、反浮选)。试验结果表明,油酸钠浮选体系中,褐铁矿-方解石型采用反浮选,精矿TFe含量由原矿的28.45%提高到49.5%,TFe回收率达到91%以上；褐铁矿-石英型采用正浮选,精矿TFe含量由原矿的28.64%提高到52%以上,TFe回收率达到90%以上；褐铁矿-高岭石型采用正浮选,精矿TFe含量由原矿的29.65%提高到45%左右,TFe回收率达到90%以上；褐铁矿-石英-高岭石型采用正浮选,精矿TFe含量由原矿的23.05%提高到43%左右时,TFe回收率达到86.5%左右。苯甲羟肟酸浮选体系中,虽然精矿产品TFe含量能达到47%-49%,但TFe回收率普遍较低(<70%),分离效果不尽如人意。溶液化学分析显示,当油酸钠总浓度为3×10-4 mol/L(90mg/L)时,形成离子-分子缔合物浓度的最大值在pH=8.55附近；动电位测定表明Fe3+和六偏磷酸钠(SHP)对褐铁矿、石英及高岭石表面电位影响均非常大,但对矿物表面电位的变化只对石英可浮性造成影响。红外光谱检测显示：油酸钠在褐铁矿表面的吸附主要为化学吸附,在石英表面存在氢键作用,在高岭石表面主要有氢键作用及化学作用；钙离子强烈抑制褐铁矿的原因可能是加入的Ca2+消耗了部分Ol-,使得吸附在褐铁矿表面的油酸根减少,褐铁矿回收率下降。铁离子对石英的影响可能是生成的Fe(OH)3在其表面的吸附使其表面电位变号,促进了油酸根在石英表面的吸附。