CN111921698A - 保护大鳞片的晶质石墨高效碎磨的工艺方法及设备 - Google Patents

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Abstract

保护大鳞片的晶质石墨高效碎磨的工艺方法及设备。本发明工艺包括：粗碎颚式破碎机和中碎圆锥破碎机产品给入圆振筛，筛上物料返回至圆锥破碎机构成闭路系统，筛下物料输送至高压辊磨机前缓冲仓，高压辊磨超细碎产品给入化浆池调浆后给入直线振动筛，筛上物料返回至高压辊磨机前缓冲料仓构成闭路系统；筛下物料进入浮选作业。通过颚式破碎机、圆锥破碎机、高压辊磨机、圆振筛及直线振动筛组成“三段两闭路”碎磨工艺，通过高压辊磨机超细碎替代传统球磨机磨矿工艺，从而保护矿石原生大鳞片，并缩短碎磨工艺，实现高效碎磨。最终入浮物料细度可控制在‑0.147mm粒级占40%‑65%之间。

Description

保护大鳞片的晶质石墨高效碎磨的工艺方法及设备
技术领域：
本发明涉及一种保护大鳞片的晶质石墨高效碎磨的工艺方法及设备。
背景技术：
晶质石墨又称鳞片石墨，是公认的价值最高的一种石墨资源，其原料及深加工产品具有耐高温、导电导热性和润滑性及易加工成型等优良性质，广泛应用于冶金、机械、化工及航空等重要领域。
晶质石墨具有良好的可浮性，采用浮选法即可获得高品位精矿产品，且精矿产品鳞片尺寸越大，其市场及工业应用价值越大。与其他矿物一样，为获得合格精矿产品，浮选前需要经过破碎-磨矿实现单体解离。目前石墨矿山普遍采用“粗碎+中碎+细碎”三段两闭路破碎流程；碎矿物料达到球磨机给料粒度后进行磨矿，最后进入浮选作业；行业已经形成了常见的三段两闭路破碎流程+一段（两段）球磨机磨矿工艺，已有资料表明球磨机磨矿对原生大鳞片破坏极为严重，主要表现为鳞片石墨片层的阶梯状断裂；该种碎磨工艺大多流程长、碎磨效率低、能耗占比大，对保护我国鳞片石墨资源、企业降本增效不利。
发明内容：
本发明的目的是提供一种保护大鳞片的晶质石墨高效碎磨的工艺方法及设备，将“层压粉碎”原理引入到晶质石墨大鳞片保护理念中，以“粗碎+中碎+高压辊磨机超细碎”三段两闭路工艺替代现有的“粗碎+中碎+细碎”三段两闭路碎矿工艺和球磨机一（二）段磨矿工艺，从根本上解决现有碎磨工艺鳞片破坏严重、流程长、能量利用率不高、功耗大的弊端。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
一种保护大鳞片的晶质石墨高效碎磨的工艺方法，其方法包括：
步骤（1）：块状矿石经棒条给料机给入颚式破碎机进行粗碎，粗碎物料经皮带运输机一给入圆振筛，圆振筛上物料经皮带运输机二给入圆锥破碎机进行中碎，中碎产品与粗碎产品共用皮带运输机一，构成闭路系统；圆振筛筛下物料经大倾角皮带运输机三给入料仓，进入步骤（2）；
步骤（2）：步骤一中缓冲仓堆存物料经振动给料机给入高压辊磨机进行超细碎，超细碎产品经皮带运输机四进入步骤；
步骤（3）：皮带运输机四输送物料给入化浆池，经渣浆泵输送至直线振动筛，筛上物料经皮带运输机五返回步骤（2）中，构成闭路系统，筛下物料给入化浆池。
所述的保护大鳞片的晶质石墨高效碎磨的工艺方法，所述直线振动筛筛上物料经由皮带运输机五返回至缓冲仓，高压辊磨机与直线振动筛组成闭路系统。
一种如权利要求1-2之一所述的保护大鳞片的晶质石墨高效碎磨的工艺方法使用的设备，组成包括：原料仓、棒条给料机、颚式破碎机、圆锥破碎机、圆振筛、缓冲仓、高压辊磨机、化浆池；
所述原料仓用于储存块状矿石，原料仓出口处具有棒条给料机，棒条给料机放置于颚式破碎机进料口处；
所述皮带运输机一用于输送颚式破碎机、圆锥破碎机、圆振筛的物料；
所述皮带运输机二用于输送圆锥破碎机、圆振筛的物料；
所述圆振筛通过大倾角皮带运输机三将物料输送给缓冲仓；
所述缓冲仓的出口处具有振动给料机，振动给料机将物料输送给高压辊磨机；
所述高压辊磨机通过皮带运输机四将物料输送给化浆池；
所述化浆池通过渣浆泵将物料输送给直线振动筛；
所述直线振动筛将物料输送给矿浆缓冲池。
所述的保护大鳞片的晶质石墨高效碎磨的工艺方法使用的设备，所述颚式破碎机粗碎和圆锥破碎机中碎产品共用皮带运输机一。
所述的保护大鳞片的晶质石墨高效碎磨的工艺方法使用的设备，所述中粗碎产品直径180.0-220.0mm。
所述的保护大鳞片的晶质石墨高效碎磨的工艺方法使用的设备，所述圆振筛为干式筛分，筛孔尺寸为0-60.0mm。
所述的保护大鳞片的晶质石墨高效碎磨的工艺方法使用的设备，所述高压辊磨机对原料进行超细碎，超细碎产品直径3.0-7.0mm。
所述的保护大鳞片的晶质石墨高效碎磨的工艺方法使用的设备，所述皮带运输机一、皮带运输机四上布置有除铁器。
所述的保护大鳞片的晶质石墨高效碎磨的工艺方法使用的设备，所述直线振动筛前设有化浆池，为湿式筛分，筛孔尺寸为0-1.50mm。
本发明的有益效果：
本发明通过将以“层压粉碎”原理设计的高压辊磨机引入至晶质石墨选矿工业中，以高压辊辊磨机超细碎替代球磨机磨矿，以高压高辊磨机相对密闭空间的“晶界解离”方式替代球磨机相对开放空间的“随机解离”，以在原矿碎磨阶段起到保护原生大鳞片的目的。同时矿石经“层压粉碎”后可磨性大幅提高，有利于提高后续再磨及精选效率，对缩短整个选矿工艺、提高精矿产品指标有所帮助。
本发明超细碎产品经筛分后直接进入浮选作业，将现有的“三段两闭路碎矿系统”和“一（二）段磨矿系统”进一步精简为“超细碎三段两闭路”碎磨系统，大大缩短了碎磨流程，提高碎磨效率；同时也可进一步精简厂房布置，降低车间装机容量，对企业增益降耗有促进作用。
本发明粗碎颚式破碎机和中碎圆锥破碎机产品给入圆振筛，筛上物料返回至圆锥破碎机构成闭路系统，筛下物料输送至高压辊磨机前缓冲仓，高压辊磨超细碎产品给入化浆池调浆后给入直线振动筛，筛上物料返回至高压辊磨机前缓冲料仓构成闭路系统；筛下物料进入浮选作业。通过颚式破碎机、圆锥破碎机、高压辊磨机、圆振筛及直线振动筛组成“三段两闭路”碎磨工艺，通过高压辊磨机超细碎替代传统球磨机磨矿工艺，从而保护矿石原生大鳞片，并缩短碎磨工艺，实现高效碎磨。最终入浮物料细度可控制在-0.147mm粒级占40%-65%之间。
附图说明：
附图1是本发明工艺设备示意图。
附图2是本发明碎磨工艺流程图。
附图3是本发明常规碎磨工艺流程图。
附图4是本发明实施例可选性对比工艺流程图。
具体实施方式：
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动的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。
实施例1:
本发明提供了一种保护大鳞片的晶质石墨高效碎磨的工艺方法，工艺矿物学研究表明：原矿固定碳含量13.39%，脉石矿物主要有石英、白云母、钾长石等；原矿石墨嵌布粒度较粗，+100目粒级含量达68.78%；大部分粗粒级晶形扭折明显，绝大部分石墨与云母紧密共生，呈相互包裹或互层分布。采用常规球磨机磨矿工艺大鳞片损失严重。
本发明工艺方法包括：
步骤（1），块状矿石经棒条给料机2给入颚式破碎机3进行粗碎，其中粗碎产品dmax=200.0mm，粗碎物料采用圆振筛8进行筛分，筛孔尺寸为40.0mm。筛上物料给入圆锥破碎机5进行中碎，其中中碎产品dmax=40.0mm，中碎产品并入粗碎产品，构成闭路系统。
步骤（2），步骤（1）中圆振筛8筛下产品给入高压辊磨机11进行超细碎，超细碎产品dmax=5.00mm；超细碎产品进行化浆，矿浆浓度为35%。其中空载辊间隙10.00mm，滚轮电机频率35Hz，电机工作电流80A；满载辊间隙13.00mm，滚轮电机频率25Hz，电机工作电流160A，辊面比压力4.5N/m，料柱高度3000.0mm。
步骤（3），35%浓度矿浆输送至直线振动筛16，筛孔尺寸为1.00mm，筛上物料返回至高压辊磨机11超细碎作业，构成闭路系统。筛下物料给入化浆池13，此时筛下物料细度为-0.147mm粒级占48%左右。进行后续浮选作业。
以“层压粉碎”原理设计的高压辊磨机是节能高效的岩矿粉碎设备之一，具有单位能耗低、处理量大、设备作业率高、产品解离效果好等优越性，目前已成功应用于国内外金属矿山，但距今尚未有在石墨矿山生产应用的报道。根据前期阶段研究得到初步结论：在相同细度下（-0.147mm粒级占比），与球磨机磨矿产品相比，层压粉碎产品平均粒度更小，分布相对集中于较粗粒级（80目以上），微细粒级（325目以下）解离效果好；整体解离程度高，对大鳞片保护效果好；超细碎物料可磨性好，有利于后续再磨阶段石墨实现片层解离。
实施例2:
本发明提供了一种保护大鳞片的晶质石墨高效碎磨的工艺方法，以黑龙江某地区石墨样品为例。分别按照本发明及常规碎磨工艺（按照附图3所示工艺进行）进行碎磨，控制产品细度在-0.147mm粒级占50%左右，其产品粒度组成对结果见表1；同时两种工艺下碎磨产品进行可选性对比，按照如附图4所示工艺进行，试验结果见表2，精矿筛析结果见表3。
表1 不同碎磨工艺产品粒度组成及固定碳分布
Figure 112972DEST_PATH_IMAGE001
从表1可以看出，在相同细度下（-0.147mm粒级占48%左右），本发明所述碎磨工艺及方法对保护大鳞片（+0.147mm），特别是超大鳞片（+0.300mm）有明显效果，+0.300mm粒级高出约13个百分点；产品粒度分布均匀性较差，分布相对集中于+0.147mm和-0.044mm两个粒级；微细粒级（-0.044mm）虽然占比相对较高，但其解离效果好，粒级固定碳含量仅为4.68%，而常规碎磨工艺下该粒级产品固定碳含量为7.54%；两种工艺下微细粒级固定碳分布率相当。
表2 不同碎磨工艺产品可选性对比
Figure 379875DEST_PATH_IMAGE002
表3不同碎磨工艺产品浮选粗精矿粒度组成及固定碳分布
Figure 140020DEST_PATH_IMAGE003
从表2和表3可以看出，在相同试验条件下，原矿经本发明所述工艺及方法碎磨后，解离效果要明显优于常规碎磨工艺，其浮选粗精矿固定碳含量为50.14%，高出约5个百分点，回收率也要优于常规碎磨工艺；其粗精矿正目回收率（+0.147mm）为46.54%，比常
规碎磨工艺高出约6个百分点，保护大鳞片效果明显。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种保护大鳞片的晶质石墨高效碎磨的工艺方法，其特征在于，其方法包括：
步骤（1）：块状矿石经棒条给料机（2）给入颚式破碎机（3）进行粗碎，粗碎物料经皮带运输机一给入圆振筛（8），圆振筛（8）上物料经皮带运输机二（6）给入圆锥破碎机（5）进行中碎，中碎产品与粗碎产品共用皮带运输机一（4），构成闭路系统；圆振筛（8）筛下物料经大倾角皮带运输机三（7）给入料仓，进入步骤（2）；
步骤（2）：步骤一中缓冲仓（9）堆存物料经振动给料机（10）给入高压辊磨机（11）进行超细碎，超细碎产品经皮带运输机四（12）进入步骤（3）；
步骤（3）：皮带运输机四（12）输送物料给入化浆池（13），经渣浆泵（14）输送至直线振动筛（16），筛上物料经皮带运输机五（15）返回步骤（2）中，构成闭路系统，筛下物料给入化浆池（13）。
2.根据权利要求1所述的保护大鳞片的晶质石墨高效碎磨的工艺方法使用的设备，其特征在于，所述直线振动筛（16）筛上物料经由皮带运输机五（15）返回至缓冲仓（9），高压辊磨机（11）与直线振动筛（16）组成闭路系统。
3.一种如权利要求1-2之一所述的保护大鳞片的晶质石墨高效碎磨的工艺方法使用的设备，其特征在于，组成包括：原料仓（1）、棒条给料机（2）、颚式破碎机（3）、圆锥破碎机（5）、圆振筛（8）、缓冲仓（9）、高压辊磨机（11）、化浆池（13）；
所述原料仓（1）用于储存块状矿石，原料仓出口处具有棒条给料机（2），棒条给料机（2）放置于颚式破碎机（3）进料口处；
所述皮带运输机一（4）用于输送颚式破碎机（3）、圆锥破碎机（5）、圆振筛（8）的物料；
所述皮带运输机二（6）用于输送圆锥破碎机（5）、圆振筛（8）的物料；
所述圆振筛（8）通过大倾角皮带运输机三（7）将物料输送给缓冲仓（9）；
所述缓冲仓（9）的出口处具有振动给料机（10），振动给料机（10）将物料输送给高压辊磨机（11）；
所述高压辊磨机（11）通过皮带运输机四（12）将物料输送给化浆池（13）；
所述化浆池（13）通过渣浆泵（14）将物料输送给直线振动筛（16）；
所述直线振动筛（16）将物料输送给矿浆缓冲池（17）。
4.根据权利要求3所述的保护大鳞片的晶质石墨高效碎磨的工艺方法使用的设备，其特征在于，所述颚式破碎机（3）粗碎和圆锥破碎机（5）中碎产品共用皮带运输机一（4）。
5.根据权利要求4所述的保护大鳞片的晶质石墨高效碎磨的工艺方法使用的设备，其特征在于，所述中粗碎产品直径180.0-220.0mm。
6.根据权利要求3所述的保护大鳞片的晶质石墨高效碎磨的工艺方法使用的设备，其特征在于，所述圆振筛（8）为干式筛分，筛孔尺寸为0-60.0mm。
7.根据权利要求3所述的保护大鳞片的晶质石墨高效碎磨的工艺方法使用的设备，其特征在于，所述高压辊磨机（11）对原料进行超细碎，超细碎产品直径3.0-7.0mm。
8.根据权利要求3所述的保护大鳞片的晶质石墨高效碎磨的工艺方法使用的设备，其特征在于，所述皮带运输机一（4）、皮带运输机四（12）上布置有除铁器。
9.根据权利要求3所述的保护大鳞片的晶质石墨高效碎磨的工艺方法使用的设备，其特征在于，所述直线振动筛（16）前设有化浆池（13），为湿式筛分，筛孔尺寸为0-1.50mm。
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