新疆某晶質(zhì)石墨選礦試驗(yàn)研究

陳慧杰（新疆礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)研究所 烏魯木齊 830000）

新疆某晶質(zhì)石墨選礦試驗(yàn)研究

陳慧杰
（新疆礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)研究所 烏魯木齊 830000）

新疆某晶質(zhì)石墨選礦試驗(yàn)的主要目的是提高精礦固定碳品位、提高回收率的同時(shí)盡力保護(hù)石墨鱗片。通過粗磨粗選-粗精礦三段再磨四段精選工藝流程，中礦再磨再選閉路試驗(yàn)可以獲得石墨精礦固定碳品位94.52%，回收率90.73%，其中+100目精礦固定碳品位96.67%，回收率35.98%。

晶質(zhì)石墨 階段再磨 中礦再選

石墨具有耐高溫、抗腐蝕、抗熱震、抗輻射、韌性好、自潤滑及導(dǎo)電、導(dǎo)熱等優(yōu)異的物理、化學(xué)和機(jī)械性能，被廣泛應(yīng)用于冶金、機(jī)械、電子、軍工國防、航天等領(lǐng)域，主要用于生產(chǎn)耐火材料、導(dǎo)電材料、耐磨材料、潤滑劑和密封材料等［1］。

晶質(zhì)石墨晶體呈鱗片狀，礦石可浮性好，但原礦品位低，既要達(dá)到保護(hù)大鱗片又生產(chǎn)出高品位精礦，則選別工藝流程復(fù)雜。階段磨礦階段浮選工藝是實(shí)踐證明比較理想的石墨分選原則流程。粗磨條件下進(jìn)行粗選，得到粗精礦和廢棄的尾礦。粗精礦再磨是為了將夾在石墨鱗片間的脈石雜質(zhì)剝離掉，且對(duì)石墨本身的粒度影響應(yīng)盡量小，所以目前對(duì)石墨再磨設(shè)備的研究比較多，如砂磨機(jī)、剝磨機(jī)等［2］。再磨后進(jìn)行階段浮選，及時(shí)將已經(jīng)解離出的脈石雜質(zhì)甩出，有利于精礦品位的提高和減少再磨時(shí)砂質(zhì)脈石對(duì)鱗片的破壞。浮選工藝獲得石墨精礦品位達(dá)96%左右，想進(jìn)一步提純，采用傳統(tǒng)選礦方法比較困難，必須采用化學(xué)和熱處理的方法進(jìn)一步除去石墨中的灰分雜質(zhì)。

1　礦石性質(zhì)

新疆某晶質(zhì)石墨原礦品位較低，石墨含量普遍在3%～6%，多呈浸染狀分布。僅在局部存在富集現(xiàn)象，成條帶狀、團(tuán)塊狀產(chǎn)出。礦石中的金屬礦物少見，含量很低。脈石礦物種類較特殊復(fù)雜，主要以透輝石為主，其次有符山石、絹云母、鉀長石、方解石及少量石英、黝簾石、透閃石、綠泥石等。原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1。

表1　原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果　%

石墨形態(tài)以片狀為特點(diǎn)，長寬比較大，片徑較粗，長多數(shù)0.1-1.5㎜±，寬在0.01～0.5㎜±。多呈單體或聚片狀分布在脈石礦物粒間，少部分連接在一起呈條帶狀或團(tuán)塊狀分布。石墨內(nèi)部比較純凈，一般不含其他雜質(zhì)礦物，但在集合體之間含有綠泥石、白云母及石英等礦物。石墨與脈石礦物之間接觸關(guān)系簡單，無相互包裹或交代現(xiàn)象，易于單體解離。

2　選礦試驗(yàn)及結(jié)果分析

2.1粗選試驗(yàn)

根據(jù)礦石性質(zhì)，采用粗磨粗選—粗精礦階段再磨階段浮選流程回收石墨，目的是提高精礦品位和回收率的同時(shí)要保護(hù)石墨鱗片。浮選pH調(diào)整劑為石灰，煤油做捕收劑，2號(hào)油做起泡劑。調(diào)整劑用量試驗(yàn)確定石灰用量為500 g/t，pH=8；捕收劑用量試驗(yàn)確定捕收劑煤油用量為100 g/t，起泡劑2號(hào)油用量為30 g/t。

由于石墨的天然可浮性較好，浮選藥劑制度比較簡單，磨礦細(xì)度及再磨段數(shù)是影響精礦品位及保護(hù)鱗片的關(guān)鍵因素。粗選磨礦細(xì)度由-100目60%變化至-100目75%，粗精礦固定碳品位在37.50%～38.50%之間波動(dòng)，將粗精礦進(jìn)行篩分，粗精礦的總回收率及粗精礦中+100目粒級(jí)回收率與粗選磨礦細(xì)度的關(guān)系見圖1。

圖1　粗選磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

由圖1可知。隨著粗選磨礦細(xì)度的增加，粗精礦總回收率略有增加，但是粗精礦中+100目粒級(jí)回收逐漸降低。確定粗選磨礦細(xì)度為-100目65%。

2.2Ⅰ段再磨再選試驗(yàn)

固定粗選條件不變，粗精礦Ⅰ段再磨后進(jìn)行空白精選Ⅰ，精礦品位及精礦中+100目粒級(jí)回收率與Ⅰ段再磨時(shí)間的關(guān)系見圖2。Ⅰ段再磨時(shí)間與再磨細(xì)度的關(guān)系見表2。

表2?、穸卧倌r(shí)間與再磨細(xì)度的關(guān)系

可見隨著再磨細(xì)度的增加，精礦品位逐漸升高，但精礦中+100目粒級(jí)回收率逐漸降低。確定Ⅰ段再磨磨礦時(shí)間為2分鐘，磨礦細(xì)度-100目55.41%。

圖2　Ⅰ段再磨細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

2.3Ⅱ段再磨再選試驗(yàn)

固定粗選及精選Ⅰ試驗(yàn)條件不變，將精選Ⅰ所得精礦進(jìn)行Ⅱ段再磨后兩段空白精選，Ⅱ段再磨時(shí)間與再磨細(xì)度的關(guān)系見表3，試驗(yàn)結(jié)果見圖3?？梢娊?jīng)過兩段再磨三段精選，獲得石墨精礦品位達(dá)到92%～94%，隨著Ⅱ段再磨時(shí)間的增加，石墨精礦品位提高不明顯但精礦回收率大幅降低?？梢娫摰V石想要獲得品位大于94%的高碳石墨精礦，必須進(jìn)行Ⅲ段再磨，Ⅱ段再磨時(shí)間為4min，再磨細(xì)度-100目56.33%即可。

表3?、蚨卧倌r(shí)間與細(xì)度的關(guān)系　%

圖3?、蚨卧倌ゼ?xì)度試驗(yàn)結(jié)果

2.4浮選中礦處理方案

調(diào)整浮選試驗(yàn)流程，將精選Ⅰ、精選Ⅱ作業(yè)均補(bǔ)加捕收劑煤油，通過三段再磨四段精選開路試驗(yàn)可以獲得精礦品位95.76%，回收率78.69%，其中+100目粒級(jí)品位96.63%，+100目粒級(jí)回收率36.41%的優(yōu)良指標(biāo)。閉路流程分別對(duì)中礦的返回方式及返回地點(diǎn)做了對(duì)比試驗(yàn)。

方案一：中礦直接返回，中礦1、2、3品位較低，合并返回粗選，中礦4、5品位較高依次返回精選，試驗(yàn)流程如圖4所示。

方案二：將品位較低的中礦1、2、3合并后再磨再選后返回精選，試驗(yàn)流程見圖5所示。兩種方案閉路試驗(yàn)結(jié)果見表4。可見中礦再磨再選閉路流程可以在保證精礦品位的同時(shí)增加回收率6.47%，+100目粒級(jí)回收率增加1.89%。

表4　閉路試驗(yàn)結(jié)果

3　結(jié)論

（1）新疆某石墨為品質(zhì)較好的晶質(zhì)石墨礦，但品位較低。通過粗磨粗選——粗精礦三段再磨四段精選工藝流程可以獲得高碳石墨精礦，精礦固定碳品位94.52%，回收率90.73%，其中+100目粒級(jí)品位96.67%，+100目粒級(jí)回收率35.98%。

圖4　中礦直接返回閉路試驗(yàn)流程

圖5　中礦再磨再選閉路試驗(yàn)流程

（2）提高精礦品位必須進(jìn)行階段再磨階段浮選，但對(duì)鱗片石墨而言，把握好再磨細(xì)度與精礦品位和精礦中大鱗片的含量之間的關(guān)系是關(guān)鍵，尤其是Ⅰ段、Ⅱ段再磨，脈石含量較高時(shí)，再磨對(duì)石墨鱗片的破壞比較顯著，再磨時(shí)間不宜過長，及時(shí)甩出脈石后繼續(xù)適當(dāng)延長再磨時(shí)間有利于保護(hù)大鱗片。

（3）鱗片石墨粗選磨礦細(xì)度一般比較粗，且再磨后的精選效果顯著，使得掃選及前兩段精選的中礦品位較低、粒度較粗，中礦的返回方式及地點(diǎn)將對(duì)最終精礦品位和回收率造成重要影響。本文中礦再磨再選后返回比直接返回可使精礦品位不降的前提下提高精礦回收率6.47%，+100目粒級(jí)回收率增加1.89%。

［1］李哲.鱗片石墨浮選特性及工藝研究［D］.北京:中國礦業(yè)大學(xué)，2010年.

［2］楊香風(fēng).石墨選礦及晶體保護(hù)試驗(yàn)研究［D］.湖北武漢:武漢理工大學(xué)，2010年.

收稿：2016-01-20

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.04.028