CN111715397B - 一种特大鳞片石墨矿混合粗选方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种特大鳞片石墨矿混合粗选方法，包括以下步骤：(1)原矿经过高压辊磨机闭路粉碎，达到要求粒度的粉碎产品进入快速浮选；(2)快速浮选尾矿进行预先筛分作业，获得粗粒级产品和细粒级产品，粗粒级产品进行搅拌磨矿后返回预先筛分作业；(3)细粒级产品与快速浮选精矿合并进行混合粗选作业，获得粗选精矿和粗选尾矿，粗选尾矿进入扫选作业获得扫选精矿和扫选尾矿，粗选精矿进入精选作业获得精选精矿和精选尾矿；(4)扫选精矿和精选尾矿合并后进入预先筛分作业；精选精矿进入分质分选作业，扫选尾矿为最终尾矿。本发明针对特大鳞片石墨矿，在充分保护大鳞片石墨的同时，解决了尾矿固定碳含量高、精矿回收率低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及选矿技术领域，特别是指一种特大鳞片石墨矿混合粗选方法。
背景技术
鳞片石墨由于具有优良的物理、化学和机械性能，因此有较高的利用价值，被广泛应用于冶金、化工、机械、电子、医疗、核工业及国防等领域。而48目和80目及以上的天然鳞片石墨固定碳含量高，很容易制备出大膨胀体积的多功能碳材料。这种材料网络状孔型结构发达，其比表面积和表面活性较高，具有耐热、耐辐射，密封和自润滑性，耐腐蚀性和各向异性等特点，可制成优异的导电、导热、隔热、保温等材料，也可以作为催化剂或催化剂载体，因此具有很高的工业价值。鳞片石墨国际市场规格按照应用领域、经济价值、尺寸大小等因素分为六等，具体如表1所示。
表1石墨鳞片尺寸分类表
我国石墨资源丰富，但是大鳞片尤其是特大鳞片石墨矿资源稀缺，虽然近些年来开展的矿产勘查工作在吉林、内蒙古、甘肃等地区陆续有新发现，但整体储量较小，原矿固定碳含量较低(平均固定碳含量<5％)。目前我国石墨精矿产品中，+100目大鳞片石墨产量占石墨总产量的12％左右，远不能满足工业生产的需求，仍需要大量进口，2019年度我国鳞片石墨精矿进口量达到10万吨以上。
鳞片石墨原矿固定碳含量较低，需要经过富集提纯后方可进一步加工利用，现有生产工艺对大鳞片破坏较严重，从原矿到石墨精矿加工过程中，+100目的大鳞片石墨损失率达50％以上，大大降低了石墨的工业价值。针对该现状，公开号为ZL201711042004.6的发明专利公开了《一种晶质石墨鳞片保护分选方法》，原矿通过高压辊磨机闭路粉碎后经过“一段粗选、一段精选、一段扫选”浮选得到粗精矿，粗精矿通过分质分级后进行区别再磨再选，能够起到大鳞片保护的作用。这种原则技术工艺可以用于分选多种类型的石墨矿石，在分选特大鳞片石墨矿石的时候，为防止石墨大鳞片过粉碎，高压辊磨机闭路粉碎产品的粒度就要放粗，其整体解离效果较差，尾矿中固定碳的含量高，石墨产品整体回收率偏低。尤其在低品位特大鳞片石墨矿中，该问题更加突出。鉴于此，该技术工艺还有待进一步改进。
发明内容
本发明提出一种特大鳞片石墨矿混合粗选方法，针对特大鳞片石墨矿，在充分保护大鳞片石墨的同时，解决了尾矿固定碳含量高、精矿回收率低的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种特大鳞片石墨矿混合粗选方法，包括以下步骤：
(1)原矿经过高压辊磨机闭路粉碎，达到要求粒度的粉碎产品进入快速浮选，未达到要求的返回高压辊磨机；经过高压辊磨机粉碎后的解离较好的鳞片石墨(尤其是特大鳞片石墨)快速浮出，避免过度磨矿；
(2)步骤(1)中的快速浮选获得快速浮选精矿和快速浮选尾矿，快速浮选尾矿进行预先筛分作业，获得粗粒级产品和细粒级产品，粗粒级产品进行搅拌磨矿后返回预先筛分作业；采用搅拌磨矿，而非球磨磨矿，便于石墨矿物的解离，又能保护石墨矿物，避免过磨。
(3)步骤(2)中的细粒级产品与快速浮选精矿合并进行混合粗选作业，获得粗选精矿和粗选尾矿，粗选尾矿进入扫选作业获得扫选精矿和扫选尾矿，粗选精矿进入精选作业获得精选精矿和精选尾矿；
(4)步骤(3)的扫选精矿和精选尾矿合并后进入步骤(2)中的预先筛分作业，确保低品位中矿再磨，进一步解离；精选精矿进入分质分选作业，获得粗粒低质产品石墨精矿和细粒高质产品石墨精矿，扫选尾矿为最终尾矿。
进一步地，所述的特大鳞片石墨矿是指石墨矿石原矿中石墨鳞片长径大于180μm占比65％以上，且其中长径大于300μm占比45％以上的石墨矿。
进一步地，步骤(1)中，原矿经过高压辊磨机闭路粉碎，闭路筛孔尺寸为原矿最大鳞片尺寸+1mm。
进一步地，步骤(1)中，原矿经过高压辊磨机闭路粉碎，闭路筛孔尺寸为1.5-4mm。闭路筛孔尺寸为1.5～4mm，高压辊磨机闭路筛孔尺寸的确定由原矿最大鳞片尺寸决定，考虑到筛子的筛分效率，一般为最大鳞片尺寸+1mm。当筛孔尺寸小于1.5mm，高压辊磨机的循环负荷过大，破碎效率降低；当筛孔尺寸高于4mm，高压辊磨机粉碎产品的解离效果差，快速浮选精矿品位低，连生体含量高。
进一步地，步骤(2)中，快速浮选尾矿进行预先筛分作业，筛孔尺寸为0.5～1mm。该粒度与原矿石墨的嵌布特性有关，尺寸太大，产品解离不好；尺寸太小，石墨矿物过粉碎，大鳞片损失严重。
进一步地，快速浮选和混合粗选组成了粗选段，步骤(2)中的快速浮选的药剂添加量为粗选段总药剂用量的1/3～1/2，药剂用量的范围：药剂量太低，若低于1/3，解离较好的石墨矿物不能完全上浮；药剂太高，若高于1/2，大量贫连生体上浮后导致快浮精矿固定碳含量低，影响后续分质分选作业；
步骤(3)中的混合粗选的药剂添加量为粗选段总药剂用量的1/2～2/3，药剂不能太少，要确保所有石墨矿物全部上浮。
本发明的有益效果：
采用本发明的方法，针对特大鳞片石墨矿，充分保护大鳞片，+100目分布率也达到了51％以上，同时最终尾矿固定碳含量为0.10％，精矿总回收率为97.22％，较常规层压粉碎-分质分选精矿总回收率提高了10.48％，最终尾矿固定碳含量从0.48％降低到了0.1％，解决了尾矿固定碳含量高、精矿回收率低的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种特大鳞片石墨矿混合粗选方法的原则流程图；
图2为实施例一所述的混合粗选方法的闭路流程图；
图3为对比例一常规层压粉碎-分质分选的闭路流程图；
图4为矿石薄片镜下显微照片(正交偏光，×25)；
图5为石英、石榴子石和绢云母的显微照片(正交偏光，×200)；
图6为石英、石墨和石榴子石的显微照片(单偏光，×200)；
图7为石英、石墨和方解石的显微照片(单偏光，×200)；
图8为原矿光片中的超大鳞片石墨(单偏光，×50)；
图9原矿光片中的特大鳞片石墨和黄铁矿(单偏光，×100)。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种特大鳞片石墨矿混合粗选方法，包括以下步骤：
(1)原矿经过高压辊磨机闭路粉碎，闭路筛孔尺寸为1.5～4mm，达到要求粒度的粉碎产品进入快速浮选，未达到要求的返回高压辊磨机；
(2)步骤(1)中的快速浮选获得快速浮选精矿和快速浮选尾矿，快速浮选尾矿进行预先筛分作业，控制筛孔尺寸为0.5～1mm，获得粗粒级产品和细粒级产品，粗粒级产品进行搅拌磨矿后返回预先筛分作业；
(3)步骤(2)中的细粒级产品与快速浮选精矿合并进行混合粗选作业，获得粗选精矿和粗选尾矿，粗选尾矿进入扫选作业获得扫选精矿和扫选尾矿，粗选精矿进入精选作业获得精选精矿和精选尾矿；
(4)步骤(3)的扫选精矿和精选尾矿合并后进入步骤(2)中的预先筛分作业，精选精矿进入分质分选作业，获得粗粒低质产品石墨精矿和细粒高质产品石墨精矿，步骤(3)中的扫选尾矿为最终尾矿。
快速浮选和混合粗选组成了粗选段，步骤(2)中的快速浮选的药剂添加量为粗选段总药剂用量的1/3～1/2，步骤(3)中的混合粗选的药剂添加量为粗选段总药剂用量的1/2～2/3。
甘肃某特大鳞片石墨作为原矿，其原矿化学所元素分析结果如表2所示，固定碳含量为3.35％。矿石主要矿物组成为石墨(5％～10％)、石英(65％～75％)、石榴子石(3％～5％)、方解石(3％～5％)、绢云母(约3％)、白云母(约1％)、长石(约1％)和锆石等，此外还可见褐铁矿及少量的黄铁矿等金属矿物，矿石薄片镜下显微照片如图4-9所示，石墨主要呈片状或鳞片状产出，其与石英、石榴子石和方解石的共生关系密切，尤其是石榴子石，石墨鳞片周围常可见到石榴子石。石墨鳞片形状较平直，发生褶皱弯曲变形的少，与共生矿物的接触边界较规则。同时鳞片厚度较大，层间夹杂物少。原矿中石墨鳞片片径为19～1466μm，平均值为375μm，其中180μm以上的大鳞片占比约79％，300μm以上的特大鳞片占比约56％，500μm以上的超大鳞片占比约25％。石墨鳞片厚度为16～88μm，平均值为37μm，其中15～55μm区间的占比约86％。石墨鳞片片径的最大尺寸为1.5mm，则高压辊磨机闭路筛分筛孔尺寸为1.5mm+1mm，即2.5mm，
表2化学多元素分析结果(％)
| 元素 | 固定碳 | SiO<sub>2</sub> | Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | CaO | MgO | K<sub>2</sub>O |
| 含量/％ | 3.35 | 72.13 | 9.41 | 1.38 | 1.36 | 0.51 |
| 元素 | Na<sub>2</sub>O | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | TiO<sub>2</sub> | V<sub>2</sub>O<sub>5</sub> | S | - |
| 含量/％ | 0.50 | 3.57 | 0.18 | 0.044 | 0.67 | - |
实施例一
采用本发明所述的一种特大鳞片石墨矿混合粗选方法，高压辊磨机闭路筛分筛孔尺寸为2.5mm，快速浮选煤油用量为60g/t，占粗选段煤油总用量的40％；2号油用量为40g/t，占粗选段2号油总用量的44％。混合粗选煤油用量为90g/t，占粗选段煤油总用量的60％；2号油用量为50g/t，占粗选段2号油总用量的56％。精选精矿进入分质作业，获得粗粒低质产品和细粒高质产品，粗粒低质产品经一段再磨和二段再选获得精矿1，细粒高质产品经两段再磨两段再选获得精矿2。闭路流程及药剂用量见图2，分选指标见表3，精矿1和精矿2筛分分析结果见表4，从中可以看出，最终尾矿固定碳含量为0.10％，精矿总回收率(精矿1+精矿2)为97.22％，对精矿产品进行分析，+48目分布率为25.85％，+100目分布率为51.19％。
表3实施例一采用本发明技术分选指标
表4本发明精矿筛分分析结果
| 筛分粒级/目 | 产率/％ | 固定碳含量/％ | 分布率/％ |
| +48 | 25.53 | 97.73 | 25.85 |
| -48～+80 | 9.98 | 96.66 | 9.99 |
| -80～+100 | 15.32 | 96.74 | 15.35 |
| -100 | 49.17 | 95.83 | 48.81 |
| 合计 | 100.00 | 96.54 | 100.00 |
对比例一
根据专利ZL201711042004.6公开的技术进行石墨分选试验，考虑到石墨原生鳞片较大，高压辊磨机闭路筛分筛孔尺寸为2.5mm，选用煤油作为捕收剂、2号油作为起泡剂，分质作业获得粗粒低质产品和细粒高质产品，粗粒低质产品经一段再磨和两段再选获得精矿1，细粒高质产品经两段再磨两段再选获得精矿2，闭路流程及药剂用量见图3，分选指标见表5，精矿筛分分析结果见表6，从中可以看出，最终尾矿固定碳含量为0.48％，精矿总回收率(精矿1+精矿2)为86.74％，对精矿产品进行分析，+48目分布率为25.93％，+100目分布率为51.93％。
表5常规层压粉碎-分质分选指标
| 产品名称 | 产率/％ | 固定碳含量/％ | 回收率/％ |
| 精矿1 | 2.25 | 97.62 | 62.63 |
| 精矿2 | 0.88 | 96.10 | 24.11 |
| 最终尾矿 | 96.87 | 0.48 | 13.26 |
| 原矿 | 100.00 | 3.51 | 100.00 |
表6常规层压粉碎-分质分选精矿筛分分析结果
| 筛分粒级/目 | 产率/％ | 固定碳含量/％ | 分布率/％ |
| +48 | 25.64 | 97.50 | 25.93 |
| -48～+80 | 9.86 | 96.83 | 9.90 |
| -80～+100 | 16.02 | 96.80 | 16.09 |
| -100 | 48.48 | 95.59 | 48.07 |
| 合计 | 100.00 | 96.40 | 100.00 |
从实施例一和对比例一可知，采用常规层压粉碎-分质分选最终精矿固定碳含量为0.48％，精矿总回收率为86.74％，对精矿产品进行分析，+48目分布率为25.93％，+100目分布率为51.93％。采用本发明的方法，最终尾矿固定碳含量为0.10％，精矿总回收率为97.22％，较常规层压粉碎-分质分选精矿总回收率提高了10.48％，对精矿产品进行分析，+48目分布率为25.85％，+100目分布率为51.19％，精矿产品粒度组成无明显变化。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种特大鳞片石墨矿混合粗选方法，该方法包括以下步骤：
（1）原矿经过高压辊磨机闭路粉碎，达到要求粒度的粉碎产品进入快速浮选，未达到要求的返回高压辊磨机；
（2）步骤（1）中的快速浮选获得快速浮选精矿和快速浮选尾矿，快速浮选尾矿进行预先筛分作业，获得粗粒级产品和细粒级产品，粗粒级产品进行搅拌磨矿后返回预先筛分作业；
（3）步骤（2）中的细粒级产品与快速浮选精矿合并进行混合粗选作业，获得粗选精矿和粗选尾矿，粗选尾矿进入扫选作业获得扫选精矿和扫选尾矿，粗选精矿进入精选作业获得精选精矿和精选尾矿；
（4）步骤（3）的扫选精矿和精选尾矿合并后进入步骤（2）中的预先筛分作业；精选精矿进入分质分选作业，获得粗粒低质产品石墨精矿和细粒高质产品石墨精矿，扫选尾矿为最终尾矿；
快速浮选和混合粗选组成了粗选段，步骤（2）中的快速浮选的药剂添加量为粗选段总药剂用量的1/3～1/2，步骤（3）中的混合粗选的药剂添加量为粗选段总药剂用量的1/2～2/3，快速浮选和混合粗选的药剂均为煤油和2号油。
2.根据权利要求1所述的一种特大鳞片石墨矿混合粗选方法，其特征在于：所述的特大鳞片石墨矿是指石墨矿石原矿中石墨鳞片长径大于180μm占比65%以上，且其中长径大于300μm占比45%以上的石墨矿。
3.根据权利要求1或2所述的一种特大鳞片石墨矿混合粗选方法，其特征在于：步骤（1）中，原矿经过高压辊磨机闭路粉碎，高压辊磨机闭路筛孔尺寸的确定由原矿最大鳞片尺寸决定，闭路筛孔尺寸为原矿中最大石墨鳞片尺寸+1mm。
4.根据权利要求3所述的一种特大鳞片石墨矿混合粗选方法，其特征在于：所述的闭路筛孔尺寸为1.5～4mm。
5.根据权利要求1所述的一种特大鳞片石墨矿混合粗选方法，其特征在于：步骤（2）中，快速浮选尾矿进行预先筛分作业，筛孔尺寸为0.5～1mm。
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| GR01 | Patent grant | ||
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