近年来随着地产业、船舶业以及军工业的高速发展，导致了钢材需求量的急速增长。理所当然的冶炼钢材的速度也需要提高，而提高冶炼速度的最直接有效方法便是大量扩大冶炼产能，然而大量耐火材料的供应便成为一个问题。除要求耐火材料具有较高的适用性，还不能产生较大的污染。此时，作为耐火材料主原料的菱镁矿的纯度，直接关系到了钢材的性能。

1菱镁矿

随着经济全球化的急速发展，各种生产原料的交易也日益全球化。菱镁矿的国际市场需求也呈现出两极化，即对高品级菱镁矿的大量需求以及对低品级菱镁矿的极少需求。目前国内菱镁矿的储藏量中以低品级为主，高品级菱镁矿的储藏量贫乏。且近年来由于国家对矿物开采的疏忽管理，导致了大量矿区乱采乱挖，从而引起矿物资源的流失，所以低品级菱镁矿的充分利用便成为必然趋势。

1.1菱镁矿资源概况

目前全球菱镁矿的储藏主要以亚洲和欧洲为主藏区，而我国作为亚洲资源大国，已探明的菱镁矿贮藏量约2200万吨，占全球总储藏量的2.81%。国内以山东、辽宁为主要储藏区，其次大型矿区分别在辽、藏、新、甘等4省。

1.2生产现状

我国生产制造业结构复杂，各大生产部门间联系紧密。而菱镁矿一种适用广泛的材料被各大生产业需求，但对于以菱镁矿为主要耐火材料的冶金业更为珍贵，每年用于冶金业的消耗量约占菱镁矿每年消费总量的90%。目前国内菱镁矿的产量以辽宁省为领头，多年来辽宁省各大产业依托资源的优势迅速发展，目前全省镁质材料行业拥有固定资产76亿，从业人员16万人，且已被开发的各类产品，广泛应用于冶金、建材、化工、航空、汽车、机械、电子、食品等行业，每年创收69.58亿元，出口创汇4.5亿美元。

据美国mining Annual Review 2000年的估计，我国菱镁矿原矿产量为850万吨，氧化镁产量为360万吨，分别占世界总产量的46.8%和54.5%。而据《我国菱镁矿资源及市场》的数据，我国具有一定规模的菱镁矿矿山254个，年开采矿石约1200万吨。

1.3菱镁矿开发利用中存在的问题

1.3.1资源利用率低，产品结构不合理

在菱镁矿整个产业链中，以初级产品为主，附加值低，产品以各类镁砂为主。国内每年氧化镁消耗量约300万吨，但产品工业创值以及出口创汇却连年下跌，究其原因主要是国内生产技术落后，对资源利用率较低。国内氧化镁产品主要为低档次产品，无法满足国际市场对高品质产品的需求。为了在国际市场中占有一足之地，我国生产企业必须加强对有限资源的充分利用，有效提高产品的质量以及档次，实现资源充分利用、效益有效提高以及产品质量的严格要求。

1.3.2行业产能严重过剩，出口秩序混乱

据有关资料分析，在国际市场中镁砂的近年需求量趋于平稳预计将来几年内不会有显著波动，且以高品质菱镁矿为主需求产品。相应的国内产业链的主要集中力也会转移向高档次的产品生产线。但由于目前国内市场紊乱缺乏管理，导致各大企业相互竞争，甚至出现以低价搏得高销量的经济手段，严重影响国内镁业的整体利益。另外我国过量出口镁砂产品必然会导致国内市场中镁矿价格被打压，不仅影响中国各大镁业的生产甚至会导致整个国际市场的混乱。

1.3.3提高资源利用率及深加工技术

在矿物原料中，菱镁矿作为一种用途广泛的稀有资源，被分为很多品级。虽然不同品级之间菱镁矿的用途差异较大，但是在开采的过程中往往出现同一矿区可以开采出不同品级 的矿石。由于国内缺乏区分品级的必要意识，往往导致严重的混采现象，从而降低整体矿石的品质。据报道，目前国有各大主矿区大多数会对高品级的菱镁矿进行筛分使用，但是对于低品级矿物一般采取掩埋丢弃，外加上各地私企乱采乱挖的现象导致了菱镁矿利用率甚至达不到40%。在工艺方面，一些私企的生产方式古老死板缺乏创新，不仅浪费资源还不能创造出合理的效益。曾有有关专家指出，在生产工艺方面，应该以手选、浮选、重介质选、热选等多种方法相结合充分合理有效的利用菱镁矿原矿。在产品研发方面，国家已将高钙MgO-CaO系耐火材料作为重点开发产品，各大生产企业应重点关注在有关科研成果方面，且积极探索研发有效合理的工艺手段，为我国菱镁矿的发展尽各大企业力所能及的一份力。

1.4本文研究的背景、内容以及意义

目前国内市场上菱镁矿商品以初次加工产品为主，缺乏对高档次菱镁矿产品的研发生产，且对近年来国际市场对菱镁矿的需求趋势可得出，研发高档次菱镁矿产品的课题已迫在眉睫。但处于对矿物储藏量的关注可以发现，高品级菱镁矿的储藏量有限，要想在国际市场拥有我国一席之地，我们必须首先从自己的长处出发，利用我国地广物博的优势，将低品级菱镁矿通过合理有效的提纯手段转化成高品级菱镁矿产品，从而提高总体经济效益，减少不必要的资源流失。

1.5抑制剂对浮选纯度的影响 本文实验流程如下：

 

                  

第二章 试验矿样、药剂、仪器设备及方法

2.1 试验矿样

本试验课题以甘肃苏北地区菱镁矿作为试验原材料，矿物纯度大约为90%，因为菱镁矿原材中含有微量铁的杂质，会对试验结果产生一定影响，所以在实验前，需要使用盐酸浸泡菱镁矿原材料，并烘干后进行分析，结果如下表2.1:

表2.1 纯矿物化学分析

成分	MgO（%）	CaO(%)	SiO2(%)	Al2O3(%)	FeO(%
菱镁矿	47.2	0.50	0.62	<0.02	0.17
石英	0.01	0.011	99.30	0.30	微量

   菱镁矿属于一种致密易碎的矿石，其表面多呈现灰白色或者红棕色。矿石切面光线反射较强，这也是菱镁矿区别其他矿石的一个主要特征。

2.2 实验药剂

本试验在前人试验成果的基础上，确定出实验材料如下表2.2所示。其中出去氧化钙之外的药品均使用蒸馏水调制，从而保证试验pH环境维持在6左右。

表2.2 试验药剂

试剂名称	化学式	规格	用途
油酸钠	C17H33COONa	化学纯	捕获剂
十二胺	RNH3Cl	工业品	捕获剂
氢氧化钠	NaOH	分析纯	pH调节剂
硫酸	H2SO4	分析纯	pH调节剂
水玻璃	Na2SiO3;mH2O	工业品	抑制剂
六偏磷酸钠	(NaPO3)6	分析纯	抑制剂

2.3 实验仪器

本试验所用主要仪器如下表2.3所示吗，其中浮选所用浮选仪器为XFG型挂槽浮选机。

表2.3 实验仪器

设备名称	设备型号	生产厂家
磨碎机	XMQ240C×90	湖北探矿机械厂
电子天平	UW220H	Japan
浮选机	XFG	长春机械厂
酸度计	pH-25	上海伟业仪器厂

2.4 试验方法

矿物浮选在浮选机转速为1600转每分钟的30mLXFG挂槽浮选机上进行，实验每次称取5.0g矿物和25ml蒸馏水放入浮选槽，调整槽内pH值后搅拌约2min再加入捕获剂均匀搅拌1min。泡沫产品和槽内杂物分别过滤、烘干、称重并计算回收率。

2.5 红外光谱测定

用连续波长的红外线为光源对样品进行分析，其中一些波长的光线被矿物所吸收，这种利用观察样品对不同波长光线的吸收度进行研究物质组成与结构的方法称为红外分子吸收光谱法，既IR法。自然界中不同物质对不同波长的红外光具有不同的吸收度，遂可通过红外吸收光谱进行分析，既以波长作为横坐标，透过率作为纵坐标，将样品的红外光吸收度进行分析并描绘在坐标系中，以便进一步分析研究样品。

第三章  单矿物浮选实验

此步骤菱镁矿进行单矿物浮选试验，观察不同pH值下阴阳离子捕收剂对浮选结果的影响，并合理分析出最佳浮选环境，确定出有效的浮选试验条件，从而达到提高浮选度的目的。

3.1 捕收剂对矿物可浮选性实验

分别对十二胺作为阳离子捕收剂和油酸钠作为阴离子捕收剂进行研究，分别记录出不同pH值下的浮选数据并进行制图分析。

实验结果如下图3.1：

 

表3.1 十二胺对菱镁矿浮选性能的影响

由图中可发现十二胺对菱镁矿的捕收性能具有明显的特征，在酸性条件下，十二胺对菱镁矿的捕收效果不是很明显，但当pH值达到碱性的时候十二胺对菱镁矿的捕收效果明显加强，且保持在60%附近。

由下图3.2中可发现油酸钠对菱镁矿的捕收效果随着pH值的变化不大，基本保持在80%附近，表现出了对菱镁矿的良好捕收效果。

 

表3.2 不同PH值下油酸钠用量对菱镁矿浮选性的影响

3.2抑制剂对矿物可浮选性的影响

综上实验可发现十二胺作为阳离子捕收剂的条件下，pH值8-12之间时候，十二胺具有良好的捕收效果，可实现菱镁矿的反浮选提纯分离。在油酸钠作为阴离子捕收剂的前提下，捕收剂的浮选效果基本不随pH值的变化而变化说明油酸钠作为浮选药剂时浮选性较强。   

3.2.1不同pH值下草酸钠对矿物浮选性能的影响

通过实验观察了草酸钠对菱镁矿浮选性的影响。抑制剂的实验均采用油酸钠作为捕收剂来进行实验研究，油酸钠用量为240mg/L。试验结果如下表3.2.1所示。

 

表3.3 不同PH值下草酸钠对菱镁矿浮选性能的影响

3.2.2 小结

综上试验可以发现：①当pH值在10-11之间时候，草酸钠对菱镁矿具有良好的浮选性，当草酸钠用量达到140mg/l时候，浮选效果呈现出显著的浮游差。在十二胺体系中，当试验环境处于中性或者碱性的条件下时，对菱镁矿的浮选效果呈现出显著的浮游差，而在油酸钠体系中，不论是在碱性还是酸性条件下，浮选效果都具有明显的浮游差。