磁化处理最早应用于医学领域，在13世纪，物理学家格尔休发现了磁化处理水的医疗作用，北宋《圣济总录》记载磁石炼水可治疗小儿惊痫。1945年，比利时韦梅朗发现磁化处理水可减少锅垢的产生，然而直到苏联提出该技术可能改变水系的物理化学性质的假设后，磁化处理才引起广泛关注。21世纪以来，磁化处理技术逐渐在矿物加工领域受到重视。研究表明，磁化处理能够强化捕收剂与目的矿物的作用，降低浮选过程中的药剂用量，同时提高浮选回收率。水是选矿过程中重要的介质，而磁化处理能够改变水溶液的电导率、蒸发速度、渗透压等物理化学性质，提高水溶解氧量及一些盐类的溶解度，降低表面张力和黏度，对选矿过程具有重要意义。

众多研究表明，将磁化技术应用于铁矿浮选具有积极作用，磁化处理浮选药剂可以加强赤铁矿颗粒间的絮凝作用，磁化油酸钠对钛铁矿的选择性增大。目前对磁化处理的研究多集中于磁感应强度和磁化时间等对浮选的影响，鲜有磁场位型对磁化效果影响的研究。为进一步了解油酸钠体系下磁化处理对赤铁矿和石英浮选分离效果的影响，通过纯矿物和人工混合矿试验，研究了磁化处理中磁感应强度、磁化时间、磁场位型对油酸钠的捕收效果，并从表面张力、电导率和Zeta电位等方面分析作用机理。

1试验原料及方法

1.1试验原料

赤铁矿原矿样取自淡水河谷国际公司，TFe品位为64.38%，SiO2含量为2.25%。经洗矿、破碎、磨矿、重选、弱磁选、脱磁，制得赤铁矿纯矿物样品，TFe品位为66.11%，纯度为94.52%。石英纯矿物为美国尤尼明高纯石英砂，纯度99.99%，含铁小于3×10-5%。对赤铁矿和石英纯矿物进行XRD分析，可知，赤铁矿纯矿物中含赤铁矿和微量针铁矿，石英纯矿物中未发现其他杂质。

通过NKT6100-D激光粒度仪进行粒度分析，结果表明:赤铁矿纯矿物的D50为50.64μm，石英纯矿物的D50为62.24μm。

本试验所用药剂均为分析纯，NaOH和HCl作为pH值调整剂，油酸钠作为赤铁矿的捕收剂;浮选用水为超纯水，试验前浮选用水和药剂均水浴加热至25℃。

1.2试验方法

(1)磁化处理。将0.01 mol/L的油酸钠溶液(40.0 mL)置于磁化装置中磁化，搅拌转速600 r/min，在一定磁化条件下对浮选药剂进行磁化处理。

(2)浮选试验。在XFGⅡ5挂槽浮选机浮选槽内加入5.0 g赤铁矿或石英纯矿物，并加入45.0 mL一定pH值的超纯水，搅拌3 min，加入油酸钠，搅拌3 min，手动刮泡5 min。所得产品过滤、烘干、称重，计算回收率。

表面张力测定。按(1)中所述方法对油酸钠溶液进行磁化处理，磁化完成后立即用BZY系列全自动表面张力仪测其表面张力。

2实验结果

为了研究磁化处理浮选药剂强化赤铁矿回收的作用机理，测定了不同磁化条件下溶液表面张力、电导率及Zeta电位，结果见图1～图3。

由图1可知，磁感应强度从0增长到150 mT，油酸钠的表面张力从24.6 mN/m增长到25.4 mN/m，电导率从35.9μs/cm降低至41.6μs/cm，赤铁矿的Zeta电位从-35.24mV增长到-51.47mV，石英的Zeta电位几乎不变;继续增大磁感应强度，油酸钠的表面张力趋于平稳，电导率缓慢减小，赤铁矿的Zeta电位减小，石英的Zeta电位几乎不变。

由图2可知，磁化时间从0增加到6 min，药剂的表面张力从24.6 mN/m增长到25.4 mN/m，电导率从35.9μs/cm降低至44.9μs/cm，Zeta电位从-35.24 mV增长到-54.77 mV，继续增加磁化时间，油酸钠的表面张力趋于平稳，电导率缓慢减小，赤铁矿的Zeta电位减小，石英的Zeta电位几乎不变。

由图3可知，1号磁场位型条件下，油酸钠的表面张力、电导率和赤铁矿的Zeta电位绝对值均最大。

少量油酸钠就能显著降低水的表面张力，再增加溶液浓度，溶液表面张力几无变化，油酸钠的临界胶束浓度(CMC)为1.025×10-3mol/L。磁化处理后油酸钠溶液的表面张力增大，说明油酸钠溶液中的表面活性组分发生变化。油酸钠溶液中分子离子络合物浓度最大时，表面张力最低。因此，磁化处理后油酸钠溶液中分子离子络合物占比减少，络合物分解，油酸根离子和油酸根离子二聚物增加，油酸钠对赤铁矿的捕收能力增强。溶液的电导率与溶液中的离子种类和离子浓度有关，磁化处理后油酸钠溶液的电导率增大，说明磁化处理促进了油酸的电离，溶液中油酸根离子增多，有利于药剂在赤铁矿表面的吸附。Zeta电位的变化说明磁化处理后油酸根离子在赤铁矿表面的吸附增强，提高了赤铁矿的可浮性，与电导率、表面张力结果一致。

结论

(2)表面张力、电导率和Zeta电位测试结果表明，磁化处理后溶液中油酸钠离子浓度增加，油酸根离子在赤铁矿表面的吸附增强，有利于赤铁矿和石英的浮选分离。