CN114683570A

CN114683570A - 一种磁性参数可控的浸染状嵌布人工磁铁矿及其制作方法

Info

Publication number: CN114683570A
Application number: CN202210381262.1A
Authority: CN
Inventors: 库建刚; 雷中云; 王凯文; 赵睿祺; 谢贻楠
Original assignee: Fuzhou University
Current assignee: Fuzhou University
Priority date: 2022-04-13
Filing date: 2022-04-13
Publication date: 2022-07-01
Anticipated expiration: 2042-04-13
Also published as: ZA202213247B; CN114683570B

Abstract

本发明提供一种磁性参数可控的浸染状嵌布人工磁铁矿及其制作方法，通过调整精矿与填充材料的掺比及嵌布均匀性，调控该样本的总磁矩、单位体积磁矩、磁化率等磁性参数及TFe质量分数，并且在固化过程中辅助转动平台以保证精矿均匀弥散，还原磁铁矿在自然界中的嵌布特征。主要优点在于目的矿物嵌布均匀性好、可按需设计制作，ω（TFe）覆盖范围广、部分磁性参数可控，原理可靠，工艺简单，易于分析测试，成品可用于矿物加工实验、教学、测试磁选设备选矿参数及性能等。

Description

一种磁性参数可控的浸染状嵌布人工磁铁矿及其制作方法

技术领域

本发明涉及到一种利用填充材料掺加目的矿物、待其固化后形成人工矿石样本的方法，属于材料科学与矿物加工工程技术领域。

背景技术

矿石中有用矿物的嵌布粒度、嵌布均匀性、连生矿物的嵌布关系，统称为矿物的嵌布特征。针对后者的研究是矿石工艺矿物学性质的一项重要内容，直接影响选矿方法及其工艺流程选择。目前，用于实验研究、观察的原矿或样本主要取于采选现场或自然界，不易获得，且过程较繁琐。因此，人工制作符合研究需求的矿石样本尤为必要。

为了使人工制作的矿石样本在性质上尽量接近天然矿石，必须考虑有用矿物（下文中以磁铁矿为例）的含量、粒度范围、均匀性以及嵌布关系，后者包含浸染状嵌布、致密块状嵌布、条带状嵌布及脉状、网脉状嵌布。根据矿石样本的制作需求，可以提前确定矿物的含量（即本方法中精矿的掺入量）、粒度范围，均匀性及嵌布关系则取决于样本制作方法及工艺。已有的人工矿石制作方法为：将精矿粉末与树脂或其它填充剂（或粘合剂）混匀，待其干燥固化得到产品。这种方法未考虑填料与填充剂之间的巨大密度差异，产品中将出现目的矿物聚集沉淀的现象，无法得到均匀嵌布的人工矿石，因此不适用于制作存在连生关系时的矿石，产品无法用于选矿实验或其它科研教学活动。本制作方法在已有基础上充分考虑连生矿物嵌布关系、嵌布均匀性，成品可用于选矿实验、矿石研究以及评价分析磁选设备选别能力。

发明内容

针对人工制作选矿原矿时，矿物连生关系及嵌布均匀性难以解决的问题，本发明提供了一种利用填充材料掺加磁铁矿精矿、待其固化成型后形成磁性参数可控的人工矿石样本（浸染状嵌布）的方法，主要利用该材料常温下可由液态固化的特点，通过控制磁铁矿精矿的掺入量、粒度及嵌布均匀性、嵌布关系，辅助转动平台确保其在固化过程中均匀弥散，最终获得符合需求的人工磁铁矿矿石样本。该方法制作的样本中目的矿物嵌布均匀性好、ω（TFe）覆盖范围广、部分磁性参数可控，原理可靠，制作简单，能较大程度还原天然矿石基本性质，满足实验研究需求，主要通过下列技术方案实现。

一种磁性参数可控的人工磁铁矿矿石样本（浸染状嵌布）的制作方法，包括以下步骤：称取待掺入磁铁矿精矿；称（量）取所需填充材料，以容器盛装备用；将磁铁矿精矿加入盛有填充材料的容器，缓慢充分搅拌均匀；待搅拌完毕，将混合物转移至模具中；盖上模具盖子；辅助转动平台，使其均匀弥散固化样品约24h。

进一步地，所述磁铁矿精矿和填充材料质量比为1:0.62~99，制成含ω（TFe）=0.72%~44.70%的人工磁铁矿矿石样本。

进一步地，所述人工磁铁矿矿石样本（浸染状嵌布）产品磁矩包含范围0~1000emu。

进一步地，所述人工磁铁矿矿石样本（浸染状嵌布）产品单位体积磁矩包含范围0~100emu/cm³。

进一步地，所述人工磁铁矿矿石样本（浸染状嵌布）产品磁化率包含范围0~0.99。

进一步地，所述样本辅以竖直平面转动平台以保证精矿在固化过程中均匀弥散嵌布。

进一步地，所述填充材料包括树脂。

本发明的技术原理是：

利用填充材料常温下可由液态凝固的原理，在其为液态时掺入预先设计含量及粒度范围的磁铁矿粉末，充分混匀，密封后在其固化过程中辅以转动装置，避免固化过程中因磁铁矿粉末与填充材料密度差异产生的磁铁矿沉淀分层现象。以仿制天然浸染状嵌布的磁铁矿矿石，成品可用于矿物加工实验、教学、测试磁选设备选矿参数及性能等。

本发明的优点：

1）本发明解决了以往选矿实验原矿获取、制作不易、不足、不全的问题，为实验提供了更具代表性的原矿，极大解决了实际作业中目的矿物回收率与实验中目的矿物回收率差异较大的问题。

2）本发明精矿可掺范围广，掺入纯磁铁矿可制成ω（TFe）=0.72%~44.70%的人工磁铁矿样本，能代表贫、富矿在内多种磁铁矿品位的矿石。

3）本发明可通过调整磁铁矿掺入量、样本体积、磁化条件，在较宽范围内满足磁矩、磁化强度、磁化率等需求。

4）本发明解决了固化过程中因密度差异导致的固相聚集沉淀现象，能还原天然矿石均匀弥散的浸染状嵌布特征。

4）本发明原理可靠，操作方便，制作简单，目的矿物品位及部分磁性参数可控性强，具有一定的工业可行性。

附图说明

图1为本发明人工磁铁矿矿石样本（浸染状嵌布）的制备工艺流程图；

图2为人工制作的混合攀枝花钒钛磁铁矿矿石样本（浸染状嵌布）BSE照片；

图3为人工制作的混合马坑磁铁矿矿石样本（浸染状嵌布）BSE照片。

具体实施方式

为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合附图与具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但本发明的保护范围并不局限于实施例所描述的范围。

实施例1

取攀枝花钒钛磁铁矿原矿，经破碎、磨矿，筛分至-200目以下80%，先后利用磁选管粗、精选，干燥后补加一定量纯铁精粉、混匀，得到ω（TFe）=59.81%混合精矿粉甲，称量该混合精矿粉甲1.000g待用，按精矿与填充材料质量比为1:7.5称取填充材料酚醛树脂7.500g。将两者充分搅拌混匀后，一并转移至内部尺寸为20*20*20mm模具，盖上盖子，密封，固定在竖直平面辅助转动平台。大约24h均匀弥散固化后，移除模具，获得人工制作的混合攀枝花钒钛磁铁矿矿石样本（浸染状嵌布）。将其切片打磨送检，获得如图2中的BSE照片，图中明亮色块代表主体为含Fe的钛磁铁矿颗粒（或铁颗粒），其分布较为均匀，周围被填充材料包裹。由此可知，经本方法制作的矿石样本嵌布均匀性较好，且符合浸染状嵌布特征，可用于相关实验研究。该人工制作的混合攀枝花钒钛磁铁矿矿石样本（浸染状嵌布）部分磁性参数见表1。

表1 人工制作的混合攀枝花钒钛磁铁矿矿石样本（浸染状嵌布）部分磁性参数

实施例2

取马坑磁铁矿原矿，经破碎、磨矿，筛分至-200目以下80%，先后利用磁选管粗、精选，干燥后补加一定量纯铁精粉、混匀，得到ω（TFe）=77.52%混合精矿粉乙，称量该混合精矿粉乙0.9941g待用，按精矿与填充材料质量比为1:7.5称取填充材料树脂7.4556g，将两者充分搅拌混匀后，一并转移至内部尺寸为20*20*20mm模具，盖上盖子，密封，固定在竖直平面辅助转动平台。大约24h均匀弥散固化后，移除模具，获得人工制作的混合马坑磁铁矿矿石样本（浸染状嵌布）。将其切片打磨送检，获得如图3中的BSE照片，图中明亮色块代表主体为含Fe的磁铁矿颗粒（或铁颗粒），其分布较为均匀，周围被填充材料包裹。由此可知，经本方法制作的矿石样本嵌布均匀性较好，且符合浸染状嵌布特征，可用于相关实验研究。该人工制作的混合马坑磁铁矿矿石样本（浸染状嵌布）部分磁性参数见表2。

表2 人工制作的混合马坑磁铁矿矿石样本（浸染状嵌布）部分磁性参数

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种磁性参数可控的浸染状嵌布人工磁铁矿的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）称取待掺入磁铁矿精矿；

2）称取填充材料备用；

3）将磁铁矿精矿加入盛有填充材料的容器中，充分搅拌均匀；

4）待搅拌完毕，将混合物转移至模具中；

5）盖上模具盖子；

6）固定至竖直平面转动平台，辅助其均匀弥散固化，固化时间为24h，即得到浸染状嵌布人工磁铁矿。

2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于：磁铁矿精矿和填充材料质量比为1:0.62~99，成品浸染状嵌布人工磁铁矿的ω（TFe）=0.72%~44.70%。

3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于：成品浸染状嵌布人工磁铁矿磁化后的磁矩包含范围0~1000emu。

4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于：成品浸染状嵌布人工磁铁矿磁化后的单位体积磁矩包含范围0~100emu/cm³。

5.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于：成品浸染状嵌布人工磁铁矿磁化后的磁化率包含范围0~0.99。

6.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于：填充材料包括树脂。