周 南，程秀峰（遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110023）

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內(nèi)蒙古自治區(qū)某大鱗片石墨礦浮選工藝研究

周 南，程秀峰
（遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110023）

摘要：針對(duì)內(nèi)蒙古自治區(qū)大鱗片石墨進(jìn)行了浮選工藝研究，通過原礦性質(zhì)及多個(gè)流程方案對(duì)比，確定最佳工藝流程為：快速浮選-兩次粗選-尾礦再選，得到三種粗精礦，粗精礦精選后指標(biāo)為：固定碳含量為91.28%，回收率為93.49%，且大于0.15 mm的各粒級(jí)產(chǎn)品固定碳含量均高于94%，大鱗片石墨得到最大程度保護(hù)。對(duì)該地區(qū)大鱗片石墨資源的開發(fā)利用提供了有利的技術(shù)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：大鱗片石墨；快速浮選；分級(jí)磨礦浮選

鱗片石墨根據(jù)其鱗片的大小分為大鱗片石墨和細(xì)鱗片石墨，通常大鱗片是指+50目、+80目、+100目的鱗片狀石墨，低于這些目數(shù)的鱗片石墨叫做細(xì)鱗片石墨［1］。大鱗片石墨有很高的應(yīng)用價(jià)值，但資源非常稀少?，F(xiàn)針對(duì)內(nèi)蒙古自治區(qū)大鱗片石墨礦進(jìn)行選礦技術(shù)研究，原礦石墨片徑在0.1～2.6 mm左右，經(jīng)分級(jí)-磨礦-浮選，最終獲得了合格的石墨精礦。

1　石墨的礦石性質(zhì)

1.1化學(xué)多元素分析這

內(nèi)蒙古自治區(qū)大鱗片石墨原礦分析結(jié)果見表1。

表1　化學(xué)多元素分析Table 1　The multi-elements analysis results

1.2原礦物質(zhì)組成及嵌布特征

內(nèi)蒙石墨礦為變質(zhì)礦床，伴生金屬礦物為黃鐵礦、褐鐵礦、磁鐵礦、黃銅礦等，其中石墨為回收礦物，其它礦物不具回收價(jià)值。脈石礦物主要有石英、長(zhǎng)石、絹云母、透輝石、方解石、黑云母等。該礦石中的石墨為晶質(zhì)石墨，部分彎曲變形，不透明，略具定向分布，主要呈浸染狀、星散狀及片麻狀分布在脈石礦物中或脈石礦物裂隙中。顆粒間隙充填細(xì)小的脈石礦物，石墨集合體層間也夾雜有細(xì)小的脈石礦物，這些細(xì)粒脈石礦物難以與石墨完全解離，易進(jìn)入石墨精礦中，易造成回收困難和石墨精礦品位低。石墨與黃鐵礦的嵌布關(guān)系也較密切，可見黃鐵礦穿插石墨及黃鐵礦被石墨截?cái)唷Ｊw粒度較粗，粒度分布主要集中于0.1～2.6 mm之間。

2　浮選試驗(yàn)

石墨選礦有別于其它礦物是要求保護(hù)石墨鱗片，為了提高精礦品位和回收率，需根據(jù)原礦組成和石墨在礦石中的賦存狀態(tài)，對(duì)傳統(tǒng)選礦工藝進(jìn)行必要的調(diào)整［3］。根據(jù)原礦化學(xué)分析及巖礦鑒定可知，該礦中的有價(jià)可回收礦物為石墨，比較常用的石墨提純的方法屬浮選法。保護(hù)大鱗片石墨，傳統(tǒng)工藝方法一般是采用多段磨礦、多段選別，爭(zhēng)取能早收的盡量早收，以達(dá)到保護(hù)大鱗片的目的［4］。本次研究的內(nèi)蒙地區(qū)大鱗片石墨經(jīng)巖礦鑒定分析，石墨片徑多在0.1～2.6 mm，片徑較大，一段磨礦浮選若保證尾礦合格必然會(huì)造成大片石墨被破壞，為尋求一種保護(hù)大鱗片多收早收的浮選工藝，本次試驗(yàn)采用分級(jí)-磨礦-浮選流程，能夠得到合格的石墨精礦，并使+0.15 mm大鱗片石墨產(chǎn)率和品位增大［5］。

2.1磨礦細(xì)度試驗(yàn)

磨礦細(xì)度試驗(yàn)是各選別試驗(yàn)中極為重要的一步，它的準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到生產(chǎn)中磨礦設(shè)備的選擇，以及能否在后續(xù)作業(yè)中選出合格石墨精礦。石墨礦屬易浮礦物，但它夾雜著一些脈石礦物，通過磨礦使其表面裸露，并與脈石礦物充分解離，加入捕收劑可實(shí)現(xiàn)有效回收，因此合適的磨礦細(xì)度是各浮選試驗(yàn)中極為重要的一步。

因礦漿pH較低時(shí)，起泡劑2#油的起泡性能較差，本次試驗(yàn)加入氧化鈣調(diào)整礦漿pH值，石灰用量為1 000 g/t時(shí)pH值達(dá)到8.5～9較為適宜。石灰用量過多易造成礦漿粘度增大，分選效果較差。加入常規(guī)用量水玻璃1 000 g/t作為石英和其他硅酸鹽礦物的抑制劑，同時(shí)分散礦泥，提高分選指標(biāo)，因石墨的天然可浮性較好，本試驗(yàn)又一重要點(diǎn)是為保護(hù)大鱗片將浮選捕收劑煤油、起泡劑松醇油加入磨機(jī)，力求早浮少磨，一般磨礦濃度為50%，本次試驗(yàn)降低磨礦濃度至40%，使部分早解離的結(jié)晶好的鱗片石墨在捕收劑的作用下浮在液面上，避免被再次破壞。同時(shí)采用呈線接觸的棒磨機(jī)，棒磨機(jī)可以使產(chǎn)物粒度均勻［2］，能更有效地保護(hù)大鱗片石墨。試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖1　磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程圖Fig.1 The experimental flowsheet of grinding size

本次試驗(yàn)對(duì)易浮的結(jié)晶好的石墨采用粗選短時(shí)間快速浮選［6］，通過磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著磨礦細(xì)度的增加，精礦1，精礦2的產(chǎn)率先提高后降低，說明連生體逐漸從尾礦中分離出來，之后精礦中的連生體又不斷解離，當(dāng)磨礦細(xì)度-200目23.5%時(shí)，精礦1經(jīng)兩次精選品位達(dá)到65.81%，產(chǎn)率2.63%。說明在這一細(xì)度下，石墨精礦1質(zhì)量較好，而且大鱗片多集中在精礦1中，繼續(xù)原礦細(xì)磨后連生體大量上浮，影響精礦1指標(biāo)，為保護(hù)精礦1中的大鱗片石墨，可考慮對(duì)其進(jìn)行單獨(dú)處理。

圖2　磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果Fig.2 The results of grinding size

通過磨礦細(xì)度試驗(yàn)判斷，針對(duì)該大鱗片晶質(zhì)石墨礦采用階段磨礦、階段選別、預(yù)先分目這一新工藝進(jìn)行選別，以獲得不同粒級(jí)的高碳石墨產(chǎn)品。階段磨礦是保護(hù)石墨大鱗片的有效方法，同時(shí)，結(jié)合預(yù)先分目能更好地提高石墨大片產(chǎn)率。

2.2粗精礦1再磨細(xì)度試驗(yàn)

因呈線接觸的棒磨機(jī)比呈點(diǎn)接觸的球磨機(jī)磨礦效果好，對(duì)大鱗片破壞幾率小，再磨設(shè)備采用棒磨機(jī)。試驗(yàn)流程見圖3，試驗(yàn)結(jié)果圖4。

圖3　粗精礦1再磨細(xì)度試驗(yàn)流程圖Fig.3 The experimental flowsheet of rough concentrateⅠ　regrinding size

圖4　粗精礦1再磨細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果圖Fig.4 The experimental results of roughconcentrateⅠ　regrinding size

從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著磨礦細(xì)度的增加，精礦產(chǎn)率趨于下降，精礦品位逐漸提高，回收率略有下降，為保證精礦品位且避免過細(xì)磨礦破壞石墨大鱗片，綜合考慮選擇當(dāng)石墨精礦固定碳品位90.66%時(shí)，再磨細(xì)度為-200目34.74%時(shí)較為適宜。

2.3綜合條件開路探索試驗(yàn)

該晶質(zhì)石墨礦鱗片較大，超細(xì)粒級(jí)的含量較少，可浮性較好，本次試驗(yàn)采用原礦粗磨快速浮選-二次粗選-尾礦再磨再選-粗精礦分級(jí)磨礦浮選工藝，獲得不同粒級(jí)的高碳石墨產(chǎn)品，同時(shí)提高大鱗片石墨產(chǎn)率。采用新工藝選別起到保護(hù)石墨鱗片的作用。通過磨礦細(xì)度、捕收劑用量、精礦1再磨細(xì)度、尾礦再磨細(xì)度等多個(gè)條件試驗(yàn)對(duì)比研究，為防止過磨破壞大鱗片石墨，試驗(yàn)針對(duì)各粗精礦分別再磨浮選做開路試驗(yàn)。對(duì)精礦1再磨一次，精礦2再磨2次，精礦3再磨2次。精礦1基本合格，實(shí)現(xiàn)固定碳品位91.02%，精礦2，精礦3經(jīng)2次階段磨礦階段選別，精礦2固定碳品位89.17%，精礦3固定碳品位89.09%，品位接近90%，因在開路中磨礦時(shí)間略短，下一步在閉路試驗(yàn)中在粗精礦二段磨礦中稍增加10 s的磨礦時(shí)間，精礦2，精礦3均能達(dá)到合格品要求。

2.4閉路試驗(yàn)

開路試驗(yàn)得到了較好的指標(biāo)，進(jìn)行閉路流程試驗(yàn)。推薦工藝流程見圖5，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

圖5　推薦工藝流程圖Fig.5 The recommended floatation process flowsheet

表2　閉路試驗(yàn)結(jié)果Table 2　The experimental results of closed floatation circuit

表2中的篩分結(jié)果可以看出，本次試驗(yàn)所取得的精礦經(jīng)篩析后大于100目的大鱗片產(chǎn)率為1.77%，相對(duì)于原礦回收率為41.08%，且大鱗片中各粒級(jí)的固定碳含量均高于94%，精礦指標(biāo)比較理想。

2.5精礦粒度篩析試驗(yàn)

為考查精礦中大鱗片石墨的產(chǎn)率及回收率，現(xiàn)將閉路所得精礦進(jìn)行篩析試驗(yàn)。

本次試驗(yàn)所取得的精礦經(jīng)篩析后大于100目的大鱗片產(chǎn)率為1.77%，相對(duì)于原礦回收率為41.08%，且大鱗片中各粒級(jí)的固定碳含量均高于94%，精礦指標(biāo)比較理想。

3　結(jié) 論

（1）內(nèi)蒙古自治區(qū)某大鱗片石墨礦有價(jià)成分為石墨，該石墨類型為晶質(zhì)石墨，部分彎曲變形，主要呈浸染狀、星散狀及片麻狀分布在脈石礦物中或脈石礦物裂隙中。片徑主要為0.1～2.6 mm±，該礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造為片狀粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，部分呈變余半自形粒狀結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造。與之共生的脈石礦物有石英、黑云母、斜長(zhǎng)石、透輝石、條紋長(zhǎng)石、絹云母、方解石等，金屬礦物有少量的黃銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦等。

（2）由于鱗片石墨選礦不僅要保證精礦品位，還要盡可能提高大片石墨產(chǎn)率，本次試驗(yàn)?zāi)サV介質(zhì)選用以線接觸的棒磨優(yōu)勢(shì)較為明顯，選礦工藝流程確定為一段粗磨后分級(jí)浮選流程，即石墨原礦1次粗磨，快速浮選，2次粗選，尾礦再磨再選，并分別對(duì)粗精礦階段磨礦階段選別。在這一工藝中，保護(hù)大鱗片的措施是首先原礦粗磨避免大鱗片在一段磨礦中細(xì)磨被破壞；其次將捕收劑起泡劑加入磨機(jī)，便于早解離的大鱗片盡快浮出避免被再磨；再有通過快速浮選粗精礦精選后者再磨，對(duì)結(jié)晶好的大鱗片只采用一次再磨即可得到合格精礦，代替了傳統(tǒng)的多段再磨，提高了石墨連生體的再磨效率，減少了石墨鱗片的破壞。該工藝保護(hù)大鱗片石墨的同時(shí)，提高了石墨精礦的產(chǎn)率、品位及回收率，得到了合格的石墨精礦產(chǎn)品。

（3）選礦試驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)如下：

原礦固定碳品位4.12%，

精礦1產(chǎn)率2.72%，精礦品位90.62%，回收率59.81%，

精礦 2產(chǎn)率 0.90%，品位 92.17%，回收率20.13%，

精礦 3產(chǎn)率 0.60%，品位 93.09%，回收率13.55%。

所有精礦合并產(chǎn)率4.22%，品位91.28%，回收率93.49%。

本次試驗(yàn)所取得的精礦經(jīng)篩析后大于100目的大鱗片產(chǎn)率為1.77%，相對(duì)于原礦回收率為41.08%，且大鱗片中各粒級(jí)的固定碳含量均高于94%，精礦指標(biāo)比較理想。

參考文獻(xiàn)：

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Research on the Floatation Process for Large Flake Graphite Ore in Inner Mongolia Autonomous Region

ZHOU Nan，CHENG Xiu-feng
（Liaonin Institute of Geology and Mineral Resources，Liaoning Shenyang 110032，China）

Abstract：The flotation process for large flake graphite ore in Inner Mongolia autonomous region was studied.The best technological process was determined by analyzing the ore properties and comparing several processes.The best technological process is as follows：speed flotation-two stage roughing-tailings reelection.The concentrate grade is carbon content 91.28% and the recovery is 93.49%.Carbon content of the product whose grade is greater than 0.15（mm） is higher than 94%.

Key words：Large flake graphite；Speed flotation；Grade grinding floatation

中圖分類號(hào)：TU 521

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-0460（2016）01-0182-03

收稿日期：2015-08-13

作者簡(jiǎn)介：周南（1982-），男，遼寧沈陽(yáng)人，工程師，碩士研究生，2009年畢業(yè)于東北大學(xué)礦物加工工程專業(yè)，研究方向：金屬非金屬選礦分離。E-mail：278995001@qq.com。