中国是一个钢铁大国,铁矿石储备量大。但在中国,铁矿石产量远不能满足需求,导致铁矿石对外依存度大,因此缺少国际定价话语权。所以中国有必要加大国内低品位、难处理矿石的开发。菱铁矿作为低品位、难处理矿石的一种,其在国内外都有一定的储备。本文针对中国某菱铁矿进行工艺矿物学研究,该试样中的铁主要以菱铁矿形式赋存于矿石中,硫主要以黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿等硫化物形式赋存,在矿石中铜主要以黄铜矿形式赋存于矿石中。通过矿石抗破碎力学性能研究,了解该矿石为中硬矿石,矿石的泊松比平均为0.28,矿石的脆性和变形性为中等。本文采用新工艺合成了高效捕收硫化矿的药剂——N,N-二乙基二硫代氨基甲酸腈乙酯,通过现代仪器分析手段对合成产品进行了表征,通过化学计算对其浮选性能进行了解释。通过菱铁矿石短流程、低能耗的全浮选工艺,浮选除硫回收铜矿试验结果可知,可以得到硫品位44.39%硫回收率70.40%铁品位42.38%的硫精矿产品指标；铜品位18.12%铜回收率80.39%硫品位36.28%,铁品位21.39%勺铜精矿产品指标。尾矿经过正浮选提铁降硅后得到菱铁矿精矿,菱铁矿精矿采用金属化焙烧工艺可以得到粉末冶金用还原铁粉要求的铁精粉,综合浮选和焙烧磁选的各项指标来看,粉末冶金用还原铁粉总的回收率为49.18%,还原铁精粉的品位达到98.06%,铁精粉的品位和杂质含量均达到了粉末冶金用还原铁粉GB/T4136-9标准中的FHY200的要求。为最大回收有价金属,磁选尾矿采用磁场强度为111.46KA/m进行回收余下铁,最总得到高纯铁矿,高纯铁矿的的品位达到70.41%铁的总回收率达71.46%这种从低品位铁矿石直接得到还原铁精粉的方法为开发低品位铁矿山提供了另一种的技术手段。通过红外光谱分析,黄铁矿的表面有乙基黄药和N,N-二乙基二硫代氨基甲酸腈乙酯的基团。这说明乙基黄药和N,N-二乙基二硫代氨基甲酸腈乙酯与黄铁矿的表面发生了反应,从而有利于黄铁矿的浮选。混合药剂在黄铜矿表面的吸附作用,为化学吸附和物理吸附共同起作用。其中药剂在矿物表面发生的化学吸附由C=S产生,且药剂图谱中出现氰基和酰胺基团,这与N,N-二乙基二硫代氨基甲酸腈乙酯的红外光谱相吻合。采用红外光谱解释油酸钠和辛基羟肟酸正浮选菱铁矿的浮选机理,红外线吸收光谱表明油酸钠与菱铁矿发生了分子吸附。复合药剂还对菱铁矿产生了一定的化学作用。淀粉可吸附于矿物颗粒表面,可形成一定的氢键缔合基团,油酸钠中的离子、辛基羟肟酸与矿物发生了分子吸附作用。基于Material Studio软件模拟分析硫化矿浮选和菱铁矿浮选机理。采用Material Studio软件对各个药剂和矿物进行建模分析,采用模拟计算的方法从电荷理论和能量的角度分析了浮选的机理,为研究硫化矿浮选和菱铁矿浮选提供了一种重要研究方法。构建和优化了黄药、N,N-二乙基二硫代氨基甲酸腈乙酯结构,并通过计算得到了它们在分子和离子结构下的电荷密度分布的差异。对N,N-二乙基二硫代氨基甲酸腈乙酯进行化学计算,并对比乙基黄药,从理论上得出N,N-二乙基二硫代氨基甲酸腈乙酯的浮选性能优于乙基黄药。通过Material Studio软件模拟可得,N,N-二乙基二硫代氨基甲酸腈乙酯与硫化矿的相互作用能低于乙基黄药与硫化矿的相互作用能,说明N,N-二乙基二硫代氨基甲酸腈乙酯对硫化矿的选别性要比乙基黄药好。另外构建和优化了油酸和羟肟酸的分子和离子结构并通过计算得到了它们在分子和离子结构下的电荷密度分布的差异。Material Studio软件模拟显示油酸的两个氧原子是最有可能与菱铁矿产生强烈作用的原子,辛基羟肟酸的两个氧原子和一个氮原子是最有可能与菱铁矿产生强烈作用的原子。羟肟酸与菱铁矿的相互作用能低于油酸与菱铁矿的相互作用能,药剂与菱铁矿相互作用能最低的药剂就可以取代药剂与菱铁矿相互作用能相对高的药剂通过模拟分析油酸和辛基羟肟酸可以与菱铁矿表面发生反应并且取代表面的水分子,使菱铁矿具有疏水性。