东鞍山含碳酸盐铁矿石中的矿物种类主要有赤铁矿、磁铁矿、石英、褐铁矿、菱铁矿、铁白云石、角闪石及少量绿泥石。随着开采深度的增加,矿石中碳酸铁的含量逐年增加。生产实践表明,碳酸铁的出现对铁矿石的浮选影响极大,随着碳酸铁含量的增加,浮选指标呈下降趋势,甚至出现“精尾不分”现象。针对此类矿石,东北大学提出了“分步浮选”新工艺,实验室“分步浮选”闭路流程获得了精矿铁品位66.34%,回收率71.60%的选别指标。本论文在总结和分析国内外相关文献的基础上,开展了单矿物浮选试验、人工混合矿浮选试验和“分步浮选”的机理研究工作,深入系统地考察了菱铁矿质量分数和粒度对常规反浮选指标的影响；并借助动电位测试、粒度分析、接触角测量、红外光谱分析、分子动力学模拟、EDLVO理论计算,研究了“分步浮选”过程中药剂与矿物相互作用机理、矿物之间的相互作用机制。在常规反浮选体系下,测定了不同粒度、不同质量分数菱铁矿在常规反浮选过程中的吸附百分数,获得吸附百分数与菱铁矿粒度和其质量分数两因素之间的关系模型为y=17.7449+0.1833x1-12.2172x2。菱铁矿发生吸附罩盖的临界吸附百分数为17.89%,当菱铁矿质量分数x1与菱铁矿细度x2存在x1≤66.6514x2+0.7916关系时,反浮选指标较好。红外光谱测试分析表明,淀粉分别与菱铁矿、赤铁矿、石英三种矿物发生了化学吸附作用,淀粉吸附于矿物颗粒表面,形成一定的氢键缔合基团；油酸钠中的离子可以和矿物发生分子吸附,CaCl2可以活化石英,使之较易浮选。动力学模拟计算结果表明,正浮选体系下,油酸钠在菱铁矿、赤铁矿、石英表面的竞争吸附系数的大小顺序为：菱铁矿(101)>赤铁矿(001)>石英(110)。表明在中性条件下油酸钠对菱铁矿具有很好的捕收作用；反浮选体系下,淀粉对赤铁矿具有强烈的抑制作用,体系相互作用能低至-61.75987476kJ/mool,油酸钠在菱铁矿、赤铁矿、活化后石英表面的竞争吸附系数的大小顺序为：石英(110)>赤铁矿(001)>菱铁矿(101),可见油酸钠对活化后石英具有很好的捕收作用。EDLVO理论计算结果表明,微细粒菱铁矿在粗粒石英、粗粒赤铁矿上发生粘附,导致浮选指标严重恶化。通过增大菱铁矿动电位的绝对值,可以增加颗粒之间的静电排斥力,减少微细粒菱铁矿在粗粒石英、粗粒赤铁矿上的粘附。本研究成果对鞍山式含碳酸盐铁矿石“分步浮选”技术的工业应用具有一定的指导意义。