低品位菱镁矿石细菌预处理反浮选脱硅及综合利用研究
Study on Reverse Flotation Desilication of Bacterial Pretreatment and Comprehensive Utilization for Low-grade Magnesite Ore
我国菱镁矿资源丰富,但优质矿床资源匮乏.高档镁质材料对菱镁矿纯度要求高,浮选对以包裹体形式嵌生在菱镁矿石中的石英分选效果较差,且尾矿堆存占用耕地、污染环境.本文以辽宁营口大石桥市菱镁矿石为研究对象,采用细菌预处理-反浮选脱除菱镁矿石中含硅矿物,得高品位菱镁矿,符合烧结镁砂MS93A标准,尾矿制备硫酸镁,形成细菌预处理-反浮选-尾矿硫酸浸出,低品位菱镁矿中镁资源综合利用工艺.主要研究结果如下:分离获得一株对菱镁矿石浮选脱硅的硅酸盐细菌,命名为TG-08菌,并对其生长特性进行了研究,确定其最适生长条件为:摇床转速100 r/min、培养温度38℃、培养基初始pH 7,摇瓶接菌量体积分数5%.确定细菌预处理-十二胺反浮选体系最佳工艺条件:50 g菱镁矿石,100 ml培养液,接入体积分数10%的对数培养期TG-08菌,摇床培养3d,去除培养液,并于pH值为8,水玻璃用量200 g/t,十二胺用量300 g/t的体系下浮选脱硅,可获得MgO品位和回收率为46.37%、68.46%,SiO2品位为1.28%的浮选精矿.无菌体系下,浮选精矿中MgO品位和回收率为45.81%、73.62%,Si02品位为2.08%.对比可知,细菌预处理可以提高浮选指标.揭示了菱镁矿石经TG-08菌预处理反浮选脱硅指标提高的机理.菱镁矿石与石英经TG-08菌预处理,其表面性质、细菌培养液离子浓度、pH的变化表明,石英表面被溶蚀,与十二胺接触位点增多;TG-08菌代谢物多糖附着于菱镁矿表面,使其亲水沉淀,菱镁矿与石英的界面差异被强化,使菱镁矿石浮选品位得到提高.利用Material Studio,通过模拟TG-08菌预处理前后石英与药剂、菱镁矿与药剂相互作用过程,可知TG-08菌预处理后的石英面更易与十二胺吸附,多糖与十二胺在菱镁矿面存在竞争吸附,且多糖更易与菱镁矿面结合,该模拟体系进一步阐明了 TG-08菌预处理反浮选提高菱镁矿石脱硅指标的内在原因.考察了尾矿硫酸浸出制备硫酸镁的影响因素,尾矿磨细至-0.074mm,在反应温度80℃,反应时间2 h,硫酸用量1.5 mol/L,液固比3:1条件下,镁浸出率可达84%.镁浸出过程受扩散和化学反应共同控制,符合液-固相非催化反应的缩芯模型.论文研究成果对于细菌预处理浮选低品位菱镁矿具指导作用,可为低品位菱镁矿的综合利用提供理论基础.
- 作者：
- 滕青
- 学位授予单位：
- 北京科技大学
- 专业名称：
- 矿物加工工程
- 授予学位：
- 博士
- 学位年度：
- 2018年
- 导师姓名：
- 冯雅丽
- 中图分类号：
- TD923；TD952
- 关键词：
- 低品位菱镁矿石；细菌预处理；反浮选；分子模拟；硫酸镁
- Low grade magnesite ore; Bio-pretreatment; Reverse flotation; Molecular simulation; Magnesium sulfate;