磁(ci)(ci)(ci)化(hua)處(chu)(chu)理最早應用于(yu)醫(yi)學(xue)領(ling)域(yu)，在(zai)13世紀(ji)，物(wu)(wu)理學(xue)家格(ge)爾休發現了磁(ci)(ci)(ci)化(hua)處(chu)(chu)理水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)醫(yi)療作用，北宋《圣濟總錄(lu)》記載磁(ci)(ci)(ci)石(shi)煉水(shui)(shui)可治療小(xiao)兒驚癇(xian)。1945年，比利(li)時韋(wei)梅朗發現磁(ci)(ci)(ci)化(hua)處(chu)(chu)理水(shui)(shui)可減(jian)少鍋垢(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)產生，然而直到蘇聯(lian)提(ti)出該技術可能改(gai)變(bian)水(shui)(shui)系的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)理化(hua)學(xue)性(xing)質的(de)(de)(de)(de)(de)假設(she)后，磁(ci)(ci)(ci)化(hua)處(chu)(chu)理才(cai)引起廣泛關注。21世紀(ji)以(yi)來，磁(ci)(ci)(ci)化(hua)處(chu)(chu)理技術逐漸在(zai)礦物(wu)(wu)加工領(ling)域(yu)受(shou)到重視。研究表明，磁(ci)(ci)(ci)化(hua)處(chu)(chu)理能夠強化(hua)捕(bu)收(shou)(shou)劑(ji)與目的(de)(de)(de)(de)(de)礦物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)作用，降低浮(fu)選過程(cheng)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)藥(yao)劑(ji)用量(liang)，同時提(ti)高(gao)浮(fu)選回收(shou)(shou)率(lv)。水(shui)(shui)是選礦過程(cheng)中(zhong)重要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)介質，而磁(ci)(ci)(ci)化(hua)處(chu)(chu)理能夠改(gai)變(bian)水(shui)(shui)溶液的(de)(de)(de)(de)(de)電導(dao)率(lv)、蒸發速(su)度(du)、滲透(tou)壓等物(wu)(wu)理化(hua)學(xue)性(xing)質，提(ti)高(gao)水(shui)(shui)溶解(jie)氧量(liang)及一(yi)些鹽類的(de)(de)(de)(de)(de)溶解(jie)度(du)，降低表面(mian)張力和黏度(du)，對(dui)選礦過程(cheng)具有重要(yao)意義(yi)。

眾多研究表(biao)明，將磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)技術(shu)應用(yong)(yong)于鐵(tie)(tie)礦(kuang)浮(fu)(fu)(fu)選(xuan)具有積(ji)極作(zuo)用(yong)(yong)，磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)處理浮(fu)(fu)(fu)選(xuan)藥劑可以加強赤鐵(tie)(tie)礦(kuang)顆粒間的絮凝作(zuo)用(yong)(yong)，磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)油(you)酸(suan)(suan)鈉(na)對(dui)(dui)(dui)鈦(tai)鐵(tie)(tie)礦(kuang)的選(xuan)擇性增大。目前對(dui)(dui)(dui)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)處理的研究多集中于磁(ci)(ci)(ci)感(gan)應強度和(he)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)時(shi)間等(deng)對(dui)(dui)(dui)浮(fu)(fu)(fu)選(xuan)的影(ying)響(xiang)(xiang)，鮮(xian)有磁(ci)(ci)(ci)場位(wei)型對(dui)(dui)(dui)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)效果(guo)影(ying)響(xiang)(xiang)的研究。為進一步了(le)解油(you)酸(suan)(suan)鈉(na)體系下磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)處理對(dui)(dui)(dui)赤鐵(tie)(tie)礦(kuang)和(he)石英浮(fu)(fu)(fu)選(xuan)分離(li)效果(guo)的影(ying)響(xiang)(xiang)，通過純(chun)礦(kuang)物和(he)人工混合礦(kuang)試驗，研究了(le)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)處理中磁(ci)(ci)(ci)感(gan)應強度、磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)時(shi)間、磁(ci)(ci)(ci)場位(wei)型對(dui)(dui)(dui)油(you)酸(suan)(suan)鈉(na)的捕(bu)收效果(guo)，并從表(biao)面(mian)張(zhang)力、電(dian)導率(lv)和(he)Zeta電(dian)位(wei)等(deng)方面(mian)分析作(zuo)用(yong)(yong)機理。

1試驗原料及方法

1.1試驗原料

赤(chi)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)原(yuan)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)樣取(qu)自(zi)淡水河谷國際公司，TFe品位為64.38%，SiO2含量為2.25%。經洗礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)、破碎、磨礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)、重(zhong)選、弱(ruo)磁(ci)選、脫磁(ci)，制得(de)赤(chi)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)純礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物樣品，TFe品位為66.11%，純度(du)為94.52%。石英純礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物為美國尤(you)尼明高(gao)純石英砂(sha)，純度(du)99.99%，含鐵(tie)(tie)小于3×10-5%。對(dui)赤(chi)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)和石英純礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物進(jin)行XRD分(fen)析，可知，赤(chi)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)純礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物中含赤(chi)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)和微量針(zhen)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)，石英純礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物中未發現其(qi)他雜(za)質。

通過(guo)NKT6100-D激(ji)光粒(li)度(du)(du)儀進行粒(li)度(du)(du)分析，結果表(biao)明:赤(chi)鐵礦(kuang)純(chun)礦(kuang)物(wu)的(de)D50為50.64μm，石英純(chun)礦(kuang)物(wu)的(de)D50為62.24μm。

本試驗所用(yong)(yong)藥劑均為(wei)分(fen)析(xi)純，NaOH和HCl作為(wei)pH值調整劑，油酸(suan)鈉作為(wei)赤鐵(tie)礦(kuang)的捕(bu)收(shou)劑;浮選用(yong)(yong)水為(wei)超(chao)純水，試驗前浮選用(yong)(yong)水和藥劑均水浴加(jia)熱至25℃。

1.2試(shi)驗方(fang)法

(1)磁(ci)(ci)化處理。將0.01 mol/L的油(you)酸鈉溶液(40.0 mL)置(zhi)于磁(ci)(ci)化裝置(zhi)中磁(ci)(ci)化，攪拌轉(zhuan)速(su)600 r/min，在一(yi)定磁(ci)(ci)化條件下對浮選藥劑進行磁(ci)(ci)化處理。

(2)浮(fu)(fu)選(xuan)試驗。在XFGⅡ5掛槽(cao)浮(fu)(fu)選(xuan)機浮(fu)(fu)選(xuan)槽(cao)內(nei)加(jia)(jia)入5.0 g赤鐵礦或石英(ying)純礦物，并加(jia)(jia)入45.0 mL一定pH值的(de)超(chao)純水，攪拌3 min，加(jia)(jia)入油酸鈉，攪拌3 min，手(shou)動刮泡5 min。所得產(chan)品過濾、烘(hong)干、稱重，計算回收率。

表面(mian)張(zhang)力(li)測定。按(1)中所述方(fang)法對油酸鈉溶(rong)液進(jin)行(xing)磁化(hua)處理，磁化(hua)完(wan)成后立即用BZY系列全自動表面(mian)張(zhang)力(li)儀測其表面(mian)張(zhang)力(li)。

2實驗結果

為了研究磁(ci)化處理浮選藥(yao)劑強化赤鐵礦回(hui)收(shou)的(de)作用(yong)機(ji)理，測(ce)定了不同磁(ci)化條件下溶液表面張(zhang)力(li)、電導率及Zeta電位(wei)，結(jie)果見圖1～圖3。

由圖1可知，磁(ci)感應強度從(cong)0增長到150 mT，油酸鈉(na)的(de)(de)表面張力(li)從(cong)24.6 mN/m增長到25.4 mN/m，電(dian)導率從(cong)35.9μs/cm降低至41.6μs/cm，赤鐵(tie)礦(kuang)的(de)(de)Zeta電(dian)位(wei)從(cong)-35.24mV增長到-51.47mV，石(shi)英的(de)(de)Zeta電(dian)位(wei)幾乎不(bu)變(bian)(bian);繼續增大磁(ci)感應強度，油酸鈉(na)的(de)(de)表面張力(li)趨于平穩，電(dian)導率緩慢(man)減(jian)小，赤鐵(tie)礦(kuang)的(de)(de)Zeta電(dian)位(wei)減(jian)小，石(shi)英的(de)(de)Zeta電(dian)位(wei)幾乎不(bu)變(bian)(bian)。

由(you)圖2可知，磁(ci)化(hua)時間從(cong)0增加(jia)到(dao)6 min，藥劑的(de)(de)表面張力從(cong)24.6 mN/m增長到(dao)25.4 mN/m，電(dian)(dian)(dian)導率從(cong)35.9μs/cm降低至44.9μs/cm，Zeta電(dian)(dian)(dian)位(wei)從(cong)-35.24 mV增長到(dao)-54.77 mV，繼續(xu)增加(jia)磁(ci)化(hua)時間，油酸鈉(na)的(de)(de)表面張力趨(qu)于(yu)平穩，電(dian)(dian)(dian)導率緩(huan)慢(man)減(jian)小，赤鐵礦的(de)(de)Zeta電(dian)(dian)(dian)位(wei)減(jian)小，石英的(de)(de)Zeta電(dian)(dian)(dian)位(wei)幾乎不變。

由圖3可(ke)知，1號磁場位型條件(jian)下，油(you)酸鈉的表面張(zhang)力、電(dian)導(dao)率和赤(chi)鐵礦的Zeta電(dian)位絕對值均最大。

少(shao)量油(you)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)就能(neng)顯著降低(di)水(shui)的(de)表面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)，再增加溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)濃(nong)度(du)，溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)表面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)幾無變化，油(you)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)的(de)臨界膠束(shu)濃(nong)度(du)(CMC)為(wei)1.025×10-3mol/L。磁化處(chu)(chu)理(li)后油(you)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)的(de)表面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)增大，說明(ming)油(you)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)的(de)表面(mian)(mian)活(huo)性組分(fen)發(fa)生變化。油(you)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)分(fen)子(zi)離(li)子(zi)絡(luo)合物濃(nong)度(du)最(zui)大時，表面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)最(zui)低(di)。因此(ci)，磁化處(chu)(chu)理(li)后油(you)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)分(fen)子(zi)離(li)子(zi)絡(luo)合物占比減少(shao)，絡(luo)合物分(fen)解，油(you)酸(suan)(suan)(suan)(suan)根離(li)子(zi)和油(you)酸(suan)(suan)(suan)(suan)根離(li)子(zi)二聚物增加，油(you)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)對赤鐵(tie)礦(kuang)的(de)捕收(shou)能(neng)力(li)(li)增強。溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)的(de)電導率與溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)的(de)離(li)子(zi)種類和離(li)子(zi)濃(nong)度(du)有關，磁化處(chu)(chu)理(li)后油(you)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)的(de)電導率增大，說明(ming)磁化處(chu)(chu)理(li)促進了油(you)酸(suan)(suan)(suan)(suan)的(de)電離(li)，溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)油(you)酸(suan)(suan)(suan)(suan)根離(li)子(zi)增多，有利于(yu)藥劑在(zai)赤鐵(tie)礦(kuang)表面(mian)(mian)的(de)吸附(fu)。Zeta電位(wei)的(de)變化說明(ming)磁化處(chu)(chu)理(li)后油(you)酸(suan)(suan)(suan)(suan)根離(li)子(zi)在(zai)赤鐵(tie)礦(kuang)表面(mian)(mian)的(de)吸附(fu)增強，提(ti)高了赤鐵(tie)礦(kuang)的(de)可浮性，與電導率、表面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)結(jie)果(guo)一(yi)致。

結論

(2)表面(mian)張力、電(dian)導(dao)率和(he)Zeta電(dian)位(wei)測試結果表明，磁(ci)化處(chu)理后溶液中油(you)酸(suan)鈉離子(zi)(zi)濃(nong)度增加(jia)，油(you)酸(suan)根離子(zi)(zi)在赤鐵礦(kuang)表面(mian)的吸附增強，有利(li)于赤鐵礦(kuang)和(he)石英的浮選分(fen)離。