黑龍江雞西平安石墨選礦試驗研究

高 野，周 南，程 亮，2，邵 坤，關智浩，2

(1.遼寧省地質礦產研究院有限責任公司，遼寧 沈陽 110032； 2.遼寧工程技術大學礦業(yè)學院，遼寧 阜新 123000)

石墨屬于六方晶系，層狀結構，層與層之間靠分子間作用力相連[1]，被廣泛應用在機械、化工、冶金、國防等各個領域[2-4]，鱗片狀石墨片徑越大，應用價值越高。如在冶金工業(yè)中主要用于制造坩堝，冶煉有色金屬和特種鋼，其中制造坩堝所用石墨為大鱗片石墨，鱗片越大耐溫性能越好[5-6]。傳統(tǒng)試驗精礦一般經過多段再磨再選，但這種工藝有時會使大鱗片嚴重破壞[7]。對黑龍江雞西地區(qū)石墨礦進行選礦工藝研究，采用預富集工藝保護大鱗片石墨，棒磨與攪拌磨相結合的磨礦方式對石墨礦進行單體解離，使石墨精礦品位、回收率取得較好指標。

1 原礦性質

礦石主要化學成分分析結果見表1，其中固定碳含量為9.45%。顯微鏡下觀察，礦石中石墨主要為大鱗片晶質石墨，片徑介于0.04～1mm之間，而伴生礦物種類復雜，主要為長石和石英，其次為透閃石、云母、綠泥石，還有少量的黃鐵礦等。大部分石墨集合體顆粒中常夾雜有細小的脈石礦物(圖1)。

表1 化學成分多項分析結果

石墨粒度測定結果見表2，該礦石中＞0.147mm(+100目)的粗粒石墨含量為23.82%，石墨粒徑大部分集中在0.075mm以下，石墨的粒度以細粒嵌布為主。

2 試驗研究

2.1 磨礦流程試驗

磨礦細度試驗是各個選別試驗中極為重要的一步，它的準確與否直接關系到生產中磨礦設備的選擇，以及能否保證石墨礦的充分回收。石墨礦屬易浮礦物，通過磨礦使其表面裸露，并與脈石礦物解離，再通過選礦藥劑的作用，可實現(xiàn)其有效回收。因此，確定合適的磨礦細度極為重要。試驗流程見圖2，試驗結果見表3。

圖1 石墨光片

表2 石墨礦石中石墨工藝粒度測定結果

圖2 磨礦細度試驗流程

磨礦細度試驗結果表明，隨著磨礦細度的增加，精礦產率趨于下降，當磨礦細度超過-0.075mm占53.47%后，回收率不再提高，尾礦品位基本不發(fā)生變化，說明針對石墨礦一段磨礦不宜過細，石墨較軟，過細磨礦泥化加重，破壞浮選環(huán)境，通過對試驗結果的比較，確定一段磨礦細度-0.075mm為53.47%，粗精礦回收率為82.69%。在此基礎上進行大鱗片快速浮選試驗。

2.2 快速浮選大鱗片石墨精選試驗

快速浮選即根據目的礦物的不同解離程度顆粒浮選速度的差異，優(yōu)先將浮選速度較快的那部分顆粒浮選出來，做到早收、快收，而進入尾礦的目的礦物顆粒再用正常的選礦工藝處理，從而有助于保護部分已單體解離的大片石墨。根據試驗條件，做適當調整進行快速浮選流程的考查，試驗流程圖見圖3，試驗結果見表4。

表3 磨礦細度試驗結果

圖3 快速浮選大鱗片石墨精選試驗流程

表4 快速浮選大鱗片石墨精選試驗結果

從表中的試驗數(shù)據可知，石墨精礦品位為79.95%，固定碳得到有效富集。同時從浮選現(xiàn)象可知，快速浮選可以將部分已單體解離的大鱗片石墨優(yōu)先浮選出來，并且一段磨礦時間較短，大鱗片石墨可以得到有效保護。尾礦品位為0.54%，回收率較低，因此尾礦可以直接拋除。在此基礎上進行磨礦開路試驗、閉路試驗。

3 開路、閉路試驗

在條件試驗基礎上進行了開路試驗(圖4)，通過一次快速浮選，五段磨礦，七次精選，最終獲得產率為4.65%、固定碳含量為94.55%、回收率為46.80%的石墨精礦(表5)。

在開路試驗基礎上進行了閉路試驗(圖5)，選擇中礦逐級返回工藝流程，最終獲得產率為9.27%、固定碳含量為96.67%、回收率為94.82%的石墨精礦 (表 6)。

對精礦產品進行篩析可知，+0.147mm(+100目)粒級含量為 15.37%，該選礦流程有效保護了大鱗片石墨。

4 結論

(1)采用棒磨和攪拌磨相結合的工藝，前期采用棒磨能夠增大原礦處理量，節(jié)約能耗，精選作業(yè)采用攪拌磨能夠增大細鱗片石墨的單體解離度。

圖4 開路試驗流程

表5 開路流程試驗結果

圖5 閉路試驗流程

表6 閉路流程試驗結果

(2)采用快速浮選工藝，能夠使大鱗片粗精礦中的脈石礦物減少，減少石英等粗顆粒脈石礦物對鱗片石墨的磨礪，從而起到保護鱗片的作用。

(3)通過系統(tǒng)閉路試驗，原礦經一次粗磨，一次快速浮選精選，四次再磨，七次精選的閉路試驗，最終所取得的精礦指標為：精礦產率為9.27%，固定碳品位 96.67%，回收率為 94.82%，+0.147mm(+100 目 )含量為 15.37%，大鱗片得到有效保護。