报告

选矿知识的初步了解
一．选矿方法
将矿石中有用矿物和脉石矿物、有用矿物和有用矿物进行分离所采用的方法称为选矿方法。

矿石中的各种矿物，都具有各自的物理性质、化学性质和物理化学性质，如：粒度、形状、颜色、光泽、比重、摩擦系数、磁性、电性、放射性、表面润湿性等。

根据这些不同的性质，选择不同的方法，使矿物得到分选。

常用的选矿方法有：重力选矿法（简称重选法），是根据矿物比重的不同及其在介质（水、空气或其它比重较大的介质）中具有不同的沉降速度进行分选的方法。

它是最古老的选矿方法之一，这种方法广泛地用来选别煤炭和含有铂、金、钨、锡和其它重矿物的矿石。

此外，铁矿石、锰矿石、稀有金属矿石、非金属矿石和部分有色金属矿石也常采用重选法进行选别。

磁选法，是根据矿物磁性的不同进行分选的方法。

它主要用于选分铁、锰等黑色金属矿石和稀有金属矿石。

浮游选矿法（或叫浮选法），是根据矿物表面的润湿性的不同选分矿物的方法。

目前浮选法应用最广，特别是细粒浸染的矿石用浮选处理效果显著。

对于复杂多金属矿石的选分，浮选是一种最有效的方法。

目前绝大多数矿石可以用浮选处理。

除上述三种常用选矿方法外，还有电选、手选、摩擦选、光电选、放射性选矿，按粒度形状选矿等方法。

电选是根据矿物电性的不同来进行选别的方法。

手选是根据矿物颜色和光泽的不同来进行选别的方法。

摩擦选矿是利用矿物摩擦系数的不同对矿物进行分选的方法。

光电选矿是利用矿物反射光的强度不同对矿物进行分选的方法。

放射性选矿是利用矿物天然放射性和人工放射性对矿物进行分选的一种方法。

粒度、形状选矿是根据矿粒的粒度和形状的不同进行分选矿物的方法。

以上这些选矿方法，只能使有用矿物与脉石矿物、有用矿物与有用矿物达到机械的分离，并不改变矿物本身的物理性质和化学性质，习惯上叫做机械选矿法。

为了处理成分复杂的难选矿石，近年来采用机械选矿方法和化学处理方法（或叫化学选矿）的联合流程。

例如：细菌浸出，化学药剂浸出，离析浮选等方法。

用镜铁矿生产云母氧化铁的研究
云母氧化铁的制备与应用
1制备技术
111机械加工法[1,2]
天然云母氧化铁的生产一般是采用机械加工
法,工艺简单,便于操作,但产品杂质含量高,纯度多
在80%～90%之间,没有规整的外形,粒度分布不
均匀,很难满足一些高档精细颜料的要求。

112熔盐高温络合物氧化法[3]
该法以废铁屑为原料,用氯气氯化成无水氯化
铁,再与工业食盐反应生成熔融复合物,熔融复合物
在高温下氧化成云母氧化铁。

反应分3步进行:
氯化:2F e+3C l22F e C l3
2F e C l3+F e3F e C l2
2F e C l2+C l22F e C l3
络合:F e C l3+N a C l N a F e C l4
F e C l2+N a C l N a F e C l3
氧化:2N a F e C l4+3/2O2α-F e2O3+2N a C l+3C l2
2N a F e C l3+3/2O2α-F e2O3+2N a C l+2C l2该反应器是一个衬有耐火材料的圆柱型钢壳,
反应器中装有瓷球作为反应支充物,反应时将瓷球、
铁屑和工业食盐混合,置于反应器中。

为保证产品质量,瓷球应均匀分散反应物中。

瓷球同时还可作为该反应的气体分布器。

将填充物料底部预热至700℃左右,然后通入氯气和空气的混和物,氯与预热后的铁屑和工业食盐反应形成一个反应区,在瓷球的表面形成一层
N a F e C l4和N a F e C l3的膜(控制膜的厚度大于150μm)。

通入空气使N a F e C l4和N a F e C l3膜氧化为
片状氧化铁晶体并放出氯气。

放出的氯气向反应器上方移动又形成一个新的反应区,重复上述步骤,直
至反应达到顶部。

反应完毕后,将合成的云母氧化铁从瓷球上取下,收集在过滤器中,洗涤至不含氯化
物,干燥、磨碎、筛分包装得产品。

反应介质氯气和
N a C l可回收使用。

该工艺中通过调节瓷球的大小和铁原料与瓷球
的重量比来控制产品云母氧化铁的厚度与片径。

厚度可在015～5μm、片径在1～100μm之间变化,
F e2O3含量可达9715%左右。

该法的反应为放热反应,所以只要预热引发反应,以后则可靠自身反应热
维持反应温度,因而有能耗低的特点。

1．3水热处理法
1．3.1F e S O4直接氧化法[4,5]
该法是以钛白副产硫酸亚铁为原料来合成云母氧化铁。

硫酸亚铁在60℃溶于水制成饱和溶液,并
在此温度下氧化成水合硫酸铁浆液,再与水合氢氧化钠反应生成水合氢氧化铁膏状物。

然后在150℃以上和过量碱存在的条件下,在高压釜中进行水热处理,即有六角形晶粒结晶析出。

然后降温至80℃分离得产品,残液中的N a O H经分离后可以重新使用。

所用氧化剂是氯酸钠;水热处理的最低温度是150℃,低于此温度水热结晶不能进行;最佳温度
宜
控制在180～220℃;蒸汽压力在110～213M P a。

产
品云母氧化铁的粒径明显的受反应系统中氢氧化
钠
浓度的影响,氢氧化钠浓度越大产品粒径相应的就越大。

当氢氧化钠浓度在5～14m o l/L范围变化时,粒径则在20～50μm之间变化。

为了得到较大粒径的云母氧化铁,美国的A d o
等在F e S O4氧化后的浆液中加入一种结晶添加剂
硼酸或硼酸盐以促进水热结晶过程中晶粒的生长,这样制得的云母氧化铁粒径范围为30～100μ
m[6]。

1.3.2F e S O4间接氧化法[7]
该法是将F e S O4溶于水,加入N a2C O3,生成
F e C O3沉淀。

将沉淀洗涤后放入高压釜中,加入过量碱,密闭高压釜,持续通入氧气并维持一定压力,升温至一定温度进行氧化反应和结晶,然后继续升温至一定温度进行结晶陈化。

冷却后过滤、洗涤、干
燥即得云母氧化铁晶粒。

氧化阶段的温度通常控制在150～260℃,时间在4～7h。

结晶陈化温度控制
在250～280℃,时间在2～3h。

此法也可以用C a O 做为F e2+的沉淀剂,反应液中的S O2-
4则以石膏的
形式沉淀析出,反应结束后利用沉积作用将其与云母氧化铁分开,并且此法采用氧气作为氧化剂不会产生二次污染物,N a O H又可以循环利用,因此,该法若能解决设备的耐压问题,可以作为解决当今钛白生产中大量副产F e S O4(1t钛白副产315～4t 硫
酸亚铁[8])去路问题的一种途径。

通过控制反应系统中N a O H浓度和氧气的压
力可控制产品云母氧化铁的粒径。

N a O H浓度通常控制在8～12 m o l/ L ,调节氧气的压力得到的产品的粒径为5～70μm,F e2O3含量为97%～98%,颜
色有银灰色和紫色两种。

1.3.3磁铁矿氧化法[8]
该法是将铁矿石、F e C l2等含铁原料和N a O H 放入高压釜中,釜中空气用N2置换掉,搅拌升温反
应,首先生成磁铁矿微小晶粒。

然后冷却至90℃,再加入氧化剂N a C l O3 ,升温至一定温度进行水热氧化反应和结晶,即有六角形片状晶粒析出。

再冷却至室温,过滤、洗涤、干燥、即得云母氧化铁。

此法中云母氧化铁的粒径受水热反应体系中
的
碱液浓度、温度和体系的升温速率等控制。

在较高的碱液浓度、温度和较慢的升温速率条件下,会得到
较大粒径的云母氧化铁晶粒。

同时还受第一步中生成的磁铁矿微小晶粒的粒径影响。

为此要制得理想粒径的云母氧化铁,首先要制得理想的磁铁矿微小晶粒。

利用此法制得的产品粒径为1～50μm , F e2O3含量可达9910%。

2云母氧化铁的应用
2.1防锈颜料
云母氧化铁主要用作防锈颜料。

云母氧化铁的片状结构具有优良的屏蔽性。

还具有反射外来光线、吸收紫外线、降低紫外线对漆膜的破坏作用。

因
此,被广泛用作永久性钢建筑的防锈颜料,如桥梁、塔架、护栏、车辆、船舶面漆等。

使用寿命都达15
a
以上。

2.2珠光颜料
利用云母氧化铁的片状性、无毒性、光泽性、对
酸、碱、有机溶剂的稳定性和吸收紫外线的能力,进
一步开发出各种功能颜料和珠光颜料,如用作化妆品、印刷油墨、太阳霜、太阳伞、皮革、食品包装和室
外建筑装饰材料面漆等。

国内已有部分生产商已经或正在开发这些产品。

其价格昂贵,有的在万元/ t 以上,前景看好。