CN109909062A - 细粒晶质石墨矿石用的保护鳞片的选矿方法 - Google Patents
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Abstract
细粒晶质石墨矿石用的保护鳞片的选矿方法,首先将原矿粗磨,依次进行四次快速浮选,将所得快速浮选尾矿棒磨后进行粗选、扫选,所得快速浮选和粗选的粗精矿合并进入精选预选阶段,依次进行两级精选和棒磨,之后用100目筛分离;所得的筛上粗精矿产品进入粗粒精选阶段,在该阶段中,先进行精选和棒磨,之后进行三级精选,最后分别用50目、100目筛分离,50目、100目筛上为精矿产品,100目筛下产品进入细粒精选阶段;最后将精选预算阶段中100目筛筛分所得的筛下粗精矿产品进入细粒精选阶段,交叉进行五级棒磨和五级精选,得到‑100目精矿产品。
Description
技术领域
本发明属于选矿技术领域,具体涉及细粒晶质石墨矿石用的保护鳞片的选矿方法。
背景技术
工业上将石墨矿石分为晶质(鳞片状)石墨矿石和隐晶质(土状)石墨矿石两大类。晶质石墨矿石又可分为鳞片状和致密状两种。中国石墨矿石以鳞片状晶质类型为主,其次为隐晶质类型,致密状晶质石墨只见于新疆托克布拉等个别矿床中,工业价值不大。
晶质(鳞片状)石墨:矿石结晶较好,晶体粒径大于1μm,一般为0.05~1.5mm,大的可达5~10mm,多呈集合体。晶质(鳞片状)石墨用途较大,并且鳞片愈大,经济价值愈高。晶质石墨具层状结构,其润滑性,柔韧性,耐热性和导电性能均比其他石墨好,主要用作制取高纯石墨制品的原料。天然晶质石墨除了被应用于钢材、冶金、耐火等传统行业外,近几年作为一种战略性资源也被广泛应用于军工、航天、电子、核电等多个领域。目前,石墨烯是世界上最薄、最强韧的材料,只有一个原子的厚度,却比最好的钢材坚韧百倍,而且导电性、导热性也远超其他材料,几乎完全透明,又有很好的弹性,其无可比拟的材料性能堪称完美,因此被称为“新材料之王”。大鳞片石墨是生产高端精密器件的基础性原料,也是生产石墨烯的重要原材料。
隐晶质石墨:矿石一般呈微晶集合体,晶体粒径小于1μm,只有在电子显微镜下才能观察到其晶形。隐晶石墨的工艺性能不如鳞片状石墨,工业应用范围也较小,矿石品位一般都较高,但矿石可选性差。
我国晶质石墨矿石品位不高,需经选矿才能得到符合工业要求的高纯度鳞片石墨产品。致密结晶状石墨矿由于储量少、原矿固定碳含量高,一般直接开采利用或手选后直接利用,对这类石墨的浮选工艺研究较少。
鳞片石墨浮选通常采用阶段磨矿、阶段选别工艺流程。近年来鳞片石墨的浮选工艺取得重要进展,包括浮选设备的研究、浮选药剂、大鳞片保护工艺研究、鳞片石墨磨矿的研究等,出现了很多鳞片石墨浮选的新工艺,主要是有超声强化浮选工艺、快速浮选工艺、分级浮选工艺、无捕收剂浮选工艺和剪切絮凝浮选工艺等。
传统的浮选机对鳞片石墨浮选效率低、且工艺流程复杂,为了解决这一问题,很多学者对浮选设备进行了研究,取得了一定的成果。浮选柱、充填式浮选机在石墨选矿中得到了应用。石墨浮选常用到的药剂主要有调整剂石灰、捕收剂煤油、起泡剂2#油。柴油、煤油、液体石蜡、重油及其它烃类油是石墨浮选应用较多的捕收剂。目前大多数选厂主要是用煤油和柴油作为石墨捕收剂。近年来,专家们研制出了多种新型石墨捕收剂,如MF、MB25、GB、MB158、DF等。石墨浮选常用的调整剂根据其作用可分为矿浆pH值调整剂、矿浆分散剂、抑制剂、表面活性剂等。矿浆pH调整剂主要有生石灰、碳酸钠、氢氧化钠等;矿浆分散剂有水玻璃、六偏磷酸钠、羧甲基纤维素、聚丙烯酸钠等;抑制剂有水玻璃、酸性水玻璃;表面活性剂主要有PF-100,十二烷基硫酸钠和石油磺酸钠。
目前,常用的选矿方法是矿石经粗磨后粗选选出石墨粗精矿,粗精矿经过多段连续再磨再精选,最终得到精矿。该过程中未对各精选段选出的石墨进行筛分分级操作,使得选出的鳞片石墨无论鳞片大小均全部受多次再磨碾碎,有可能将已经单体的大鳞片石墨破碎变小。此外,该方法未使用快速浮选,即优先选出单体解离度高的石墨,将这部分石墨依据它的固定碳含量,在适合的精选位置添加进去,进行再磨精选,不利于保护大鳞片石墨。
有些流程虽然使用了快速浮选,但未进行筛分操作,因而,仅适用于易选的赋存状态简单的晶质石墨,可得到+100目石墨精矿,对于赋存状态复杂单体解离难的晶质石墨矿石,该工艺依然存在全部石墨经过多次再磨碾碎,很难保留下+100目的石墨鳞片。
发明内容
本发明的目的是提供一种细粒晶质石墨矿石用的保护鳞片的选矿方法,针对赋存状态复杂、单体解离较难的细粒晶质石墨矿,仍可得到一部分+100目(大于100目)石墨精矿,克服常规的多段磨矿多段精选浮选方法很难得到+100石墨精矿产品的不足,同时,有利于保护石墨鳞片,还可用于大鳞片晶质石墨矿。
本发明采取的技术方案是:
细粒晶质石墨矿石用的保护鳞片的选矿方法,包括以下步骤:
(1)粗选阶段:将原矿粗磨,依次进行四次快速浮选,将所得快速浮选尾矿棒磨后进行粗选、扫选得到尾矿;
(2)精选预选阶段:将步骤(1)所得的粗精矿合并依次进行两级精选和棒磨,之后用100目筛分离;
(3)粗粒精选阶段:将步骤(2)中100目筛筛分所得的筛上(+100目)粗精矿产品进入粗粒精选阶段,在该阶段中,先进行精选和棒磨,之后进行三级精选,最后分别用50目、100目筛筛分,并将-100目精矿进入细粒精选阶段;
(4)细粒精选阶段:将步骤(2)中100目筛筛分所得的筛下(-100目)粗精矿产品进入细粒精选阶段,交叉进行五级棒磨和五级精选,得到-100目精矿产品。
进一步的,步骤(1)所述的粗选阶段具体过程为:原矿样品制备到细度为-0.147mm(粒径小于0.147mm)组分占28.28%,加入2号油40g/t搅拌3分钟后进入快速浮选1,浮选3分钟,所得快浮1尾矿浆再加入2号油30g/t搅拌3分钟后进入快速浮选2,浮选2分钟,所得快速浮选2尾矿浆再加入2号油20g/t搅拌2分钟后进入快速浮选3,浮选1.5分钟,所得快速浮选3尾矿浆再加入2号油20g/t搅拌2分钟后进入快速浮选4,浮选1分钟,所得快速浮选4尾矿浆进入棒磨1磨矿,磨制细度为-0.0147mm占比86.80%,磨矿后矿浆加入2号油30g/t搅拌3分钟后进入粗选1,浮选2分钟,所得粗选1尾矿浆加入2号油10g/t搅拌2分钟后进入扫选1,浮选1分钟,得到尾矿。
进一步的,步骤(2)所述的精选预选阶段为:步骤(1)中的快速浮选2、快速浮选3、快速浮选4、粗选1所得的粗精矿合并在一起,进入精选1浮选,所得精选1粗精矿与快速浮选1粗精矿合并进入精选2浮选,所得精选2尾矿浆与精选1尾矿浆、扫选1粗精矿合并返回至棒磨1磨矿阶段进行磨矿;精选2所得粗精矿进入筛分1,用100目筛筛分,筛上所得为+100目粗精矿产品,进入粗粒精选阶段,筛下所得为-100目粗精矿产品,进入细粒精选阶段。
进一步的,步骤(3)所述的粗粒精选阶段为:步骤(2)中,在筛分1得到的+100目粗精矿进行调浆,加入2号油10g/t,搅拌2分钟后矿浆进入精选3浮选,浮选1.5分钟,所得精选3尾矿浆进入棒磨2磨矿1分钟,之后矿浆加入2号油5g/t调浆搅拌2分钟后进入精扫选1,浮选2分钟,所得精扫选1精矿与精选3精矿合并,进入棒磨3磨矿1分钟,之后矿浆加入2号油5g/t调浆搅拌2分钟,进入精选4浮选,浮选1分钟,所得精选4精矿进入棒磨4磨矿1分钟后,进入精选5浮选,浮选1分钟后,所得精选5精矿进入筛分2,分别用50目、100目筛筛分,得到+50目精矿、-50+100目精矿和-100目精矿;其中+50目精矿、-50+100目精矿直接作为产品,-100目精矿进入细粒精选阶段;
进一步的,步骤(4)所述的细粒精选阶段为:步骤(2)中在筛分1得到的-100目精矿进入棒磨5磨矿3分钟,磨矿后的矿浆加入2号油20g/t搅拌3分钟后进入精选6浮选,浮选2分钟,所得精选6尾矿浆与步骤(2)中精扫选1、精选4、精选5所得的尾矿浆合并在一起,返回至步骤(1)中的精选1,进行后续选别;所得精选6精矿与步骤(2)中的筛分2所得-100目精矿合并后,进入棒磨6磨矿3分钟,磨矿后的矿浆加入水玻璃50g/t调浆搅拌2分钟,再加入2号油5g/t,搅拌3分钟后,进入精选7浮选,浮选2分钟后,所得精选7精矿进入棒磨7磨矿3分钟,磨矿后的矿浆加入水玻璃50g/t、搅拌2分钟,再加入2号油5g/t,搅拌3分钟后,进入精选8浮选,浮选1分钟后,所得精选8精矿进入棒磨8磨矿3分钟,磨矿后的矿浆加入水玻璃50g/t、搅拌2分钟,再加入2号油7g/t,搅拌3分钟后,进入精选9浮选,浮选1分钟后,所得精选9精矿进入棒磨9磨矿3分钟,磨矿后的矿浆加入水玻璃50g/t、搅拌2分钟,再加入2号油10g/t,搅拌3分钟后,进入精选10浮选,浮选1分钟后,得到-100目精矿产品,同时所得的精选10尾矿浆与精选7尾矿浆、精选8尾矿浆、精选9尾矿浆合并后,再与步骤(2)中筛分1得到的-100目精矿合并后,进行步骤4中所描述的流程选别。
本发明的有益效果:
本发明通过粗粒快浮—粗精矿精选分级再磨工艺,特别是在步骤(1)中的快速浮选1,优先选出了粒度大和可浮性最好的石墨,这部分被优先保护粒度的石墨直接进入步骤(2)中的精选2和筛分1,不经过再次磨矿,只通过精选2和筛分1相结合,精选出了单体解离度较好、可浮性佳的大鳞片石墨,进入步骤(3)粗粒精选阶段提升品位,从而保护了大鳞片石墨,使赋存复杂、单体解离困难、原本得不到+100目石墨精矿产品的细粒晶质石墨矿能够得到+100目石墨精矿产品。同时,相比于现有选矿方法,可以最大程度地保护晶质石墨的鳞片粒度,因而,对晶质石墨鳞片的破坏程度更低,得到的+100目石墨精矿产品产量更高。
附图说明
图1为本发明实施例选矿流程图;
图2为对比例的选矿流程图。
具体实施方式
本发明实施例及对比例所用的石墨原矿采自青海某石墨矿,该矿属于大理岩型石墨矿,石墨原生粒度+100目(0.15mm)含量达到73.59%,但+1mm—0.5mm含量仅11.23%,总体而言,石墨粒度粗细不均,粒度相对较细。
实施例
如图1所示,本发明细粒晶质石墨矿石用的保护鳞片的选矿方法,包括以下步骤:
1、(粗选阶段)原矿样品制备到细度为-0.147mm占28.28%,加入2号油40g/t搅拌3分钟后进入快速浮选1,浮选3分钟,所得快浮1尾矿浆再加入2号油30g/t搅拌3分钟后进入快速浮选2,浮选2分钟,所得快速浮选2尾矿浆再加入2号油20g/t搅拌2分钟后进入快速浮选3,浮选1.5分钟,所得快速浮选3尾矿浆再加入2号油20g/t搅拌2分钟后进入快速浮选4,浮选1分钟,所得快速浮选4尾矿浆进入棒磨1磨矿,磨制细度为-0.0147mm占比86.80%,磨矿后矿浆加入2号油30g/t搅拌3分钟后进入粗选1,浮选2分钟,所得粗选1尾矿浆加入2号油10g/t搅拌2分钟后进入扫选1,浮选1分钟,得到尾矿。
2、(精选预选阶段)步骤1中的快浮浮选2、快速浮选3、快速浮选4、粗选1所得的粗精矿合并在一起,进入精选1浮选,所得精选1粗精矿与快速浮选1粗精矿合并进入精选2浮选,所得精选2尾矿浆与精选1尾矿浆、扫选1粗精矿合并返回至棒磨1磨矿阶段进行磨矿。精选2所得粗精矿进入筛分1,用100目筛筛分,筛上所得为+100目粗精矿产品,进入粗粒精选阶段,筛下所得为-100目粗精矿产品,进入细粒精选阶段。
3、(粗粒精选阶段)步骤2中,在筛分1得到的+100目粗精矿进行调浆,加入2号油10g/t,搅拌2分钟后矿浆进入精选3浮选,浮选1.5分钟,所得精选3尾矿浆进入棒磨2磨矿1分钟,之后矿浆加入2号油5g/t调浆搅拌2分钟后进入精扫选1,浮选2分钟,所得精扫选1精矿与精选3精矿合并,进入棒磨3磨矿1分钟,之后矿浆加入2号油5g/t调浆搅拌2分钟,进入精选4浮选,浮选1分钟,所得精选4精矿进入棒磨4磨矿1分钟后,进入精选5浮选,浮选1分钟后,所得精选5精矿进入筛分2,分别用50目、100目筛筛分,得到+50目精矿、-50+100目精矿和-100目精矿。其中+50目精矿、-50+100目精矿直接作为产品,+50目石墨精矿产品固定碳品位为91.42%,-50+100目石墨精矿产品的固定碳品位为90%,-100目精矿为提升品位,进入细粒精选阶段。
4、(细粒精选阶段)步骤2中在筛分1得到的-100目精矿进入棒磨5磨矿3分,磨矿后的矿浆加入2号油20g/t搅拌3分钟后进入精选6浮选,浮选2分钟,所得精选6尾矿浆与步骤2中精扫选1、精选4、精选5所得的尾矿浆合并在一起,返回至步骤1中的精选1,进行后续选别。所得精选6精矿与步骤2中的筛分2所得-100目精矿合并后,进入棒磨6磨矿3分钟,磨矿后的矿浆加入水玻璃50g/t调浆搅拌2分钟,再加入2号油5g/t,搅拌3分钟后,进入精选7浮选,浮选2分钟后,所得精选7精矿进入棒磨7磨矿3分钟,磨矿后的矿浆加入水玻璃50g/t、搅拌2分钟,再加入2号油5g/t,搅拌3分钟后,进入精选8浮选,浮选1分钟后,所得精选8精矿进入棒磨8磨矿3分钟,磨矿后的矿浆加入水玻璃50g/t、搅拌2分钟,再加入2号油7g/t,搅拌3分钟后,进入精选9浮选,浮选1分钟后,所得精选9精矿进入棒磨9磨矿3分钟,磨矿后的矿浆加入水玻璃50g/t、搅拌2分钟,再加入2号油10g/t,搅拌3分钟后,进入精选10浮选,浮选1分钟后,得到-100目精矿产品,固定碳品位为90.78%。同时所得的精选10尾矿浆与精选7尾矿浆、精选8尾矿浆、精选9尾矿浆合并后,再与步骤2中筛分1得到的-100目精矿合并后,进行步骤4中所描述的流程选别。
对比例
本对比例是对同一个矿石样品用常规的流程进行选矿,流程图见图2,包括以下步骤:
1.(粗选阶段)原矿样品制备到细度为-0.147mm占28.28%,进入棒磨1磨矿,磨至磨矿细度为-0.074mm占46%,所得矿浆加入酸化水玻璃500g/t,搅拌3分钟,再加入2号油30g/t,搅拌4分钟,之后矿浆进入粗选1浮选,浮选2分钟,所得粗选1尾矿浆进行调浆,加入酸化水玻璃200g/t,搅拌3分钟,再加入2号油30g/t,搅拌4分钟,之后矿浆进入粗选2浮选,浮选3分钟,所得粗选2尾矿浆进行调浆,加入2号油10g/t,搅拌3分钟,之后矿浆进入扫选1浮选,浮选2分钟,得到尾矿。
2.(精选阶段)步骤1中,在粗选2中得到的粗精矿进入棒磨2磨矿,磨矿5分钟,所得矿浆加入酸化水玻璃100g/t调浆3分钟,之后进入精选1浮选,浮选2分钟,所得精选1精矿进入棒磨3磨矿,磨矿4分钟,所得矿浆加入酸化水玻璃50g/t调浆3分钟,再加入2号油5g/t调浆3分钟,之后进入精选2浮选,浮选1分钟,所得精选2精矿进入棒磨4磨矿,磨矿5分钟,所得矿浆加入酸化水玻璃50g/t调浆3分钟,再加入2号油5g/t调浆3分钟,之后进入精选3浮选,浮选2分钟,所得精选3精矿进入棒磨5磨矿,磨矿5分钟,所得矿浆加入酸化水玻璃50g/t调浆3分钟,再加入2号油10g/t调浆2分钟,之后进入精选4浮选,浮选2分钟,所得精选4精矿进入棒磨6磨矿,磨矿5分钟,所得矿浆加入2号油5g/t调浆2分钟,之后进入精选5浮选,浮选1.5分钟,所得精选5精矿进入精选6浮选,浮选1.5分钟,得到精矿产品,固定碳品位90.33%。
3、(精选阶段)步骤2中的精选1、精选2、精选3所得尾矿浆与步骤1中的扫选1所得粗精矿合并,返回至步骤1中的粗选2的调浆阶段,进入后续流程选别。步骤2中的精选4、精选5、精选6所得尾矿浆与步骤1中的粗选1所得粗精矿合并,返回至步骤2中的精选2的调浆阶段,进入后续流程选别。
实施例和对比例最终所得石墨精矿产品固定碳品位均在90%左右,属于中碳石墨,但所得产品的粒径大小明显不同,不同粒级精矿产品产率见表1。
表1实施例和对比例不同粒级精矿产品产率
从表1可知,本发明实施例所使用的流程通过原矿粗粒快速浮选,粗精矿分级后,根据粒度粗细分开再磨精选,可以实现最大程度的保护晶质石墨的粒度,得到了+50目、+100目及-100目石墨精矿产品。从而有效的说明了本发明选别石墨方法的优越性。
Claims (5)
1.细粒晶质石墨矿石用的保护鳞片的选矿方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)粗选阶段:将原矿粗磨,依次进行四次快速浮选,将所得快速浮选尾矿棒磨后进行粗选、扫选得到尾矿;
(2)精选预选阶段:将步骤(1)所得的粗精矿合并依次进行两级精选和棒磨,之后用100目筛分离;
(3)粗粒精选阶段:将步骤(2)中100目筛筛分所得的筛上粗精矿产品进入粗粒精选阶段,在该阶段中,先进行精选和棒磨,之后进行三级精选,最后分别用50目、100目筛筛分,并将-100目精矿进入细粒精选阶段;
(4)细粒精选阶段:将步骤(2)中100目筛筛分所得的筛下粗精矿产品进入细粒精选阶段,交叉进行五级棒磨和五级精选,得到-100目精矿产品。
2.如权利要求1所述的细粒晶质石墨矿石用的保护鳞片的选矿方法,其特征在于,步骤(1)所述的粗选阶段具体过程为:原矿样品制备到细度为-0.147mm组分占28.28%,加入2号油40g/t搅拌3分钟后进入快速浮选1,浮选3分钟,所得快浮1尾矿浆再加入2号油30g/t搅拌3分钟后进入快速浮选2,浮选2分钟,所得快速浮选2尾矿浆再加入2号油20g/t搅拌2分钟后进入快速浮选3,浮选1.5分钟,所得快速浮选3尾矿浆再加入2号油20g/t搅拌2分钟后进入快速浮选4,浮选1分钟,所得快速浮选4尾矿浆进入棒磨1磨矿,磨制细度为-0.0147mm占比86.80%,磨矿后矿浆加入2号油30g/t搅拌3分钟后进入粗选1,浮选2分钟,所得粗选1尾矿浆加入2号油10g/t搅拌2分钟后进入扫选1,浮选1分钟,得到尾矿。
3.如权利要求1所述的细粒晶质石墨矿石用的保护鳞片的选矿方法,其特征在于,步骤(2)所述的精选预选阶段为:步骤(1)中的快速浮选2、快速浮选3、快速浮选4、粗选1所得的粗精矿合并在一起,进入精选1浮选,所得精选1粗精矿与快速浮选1粗精矿合并进入精选2浮选,所得精选2尾矿浆与精选1尾矿浆、扫选1粗精矿合并返回至棒磨1磨矿阶段进行磨矿;精选2所得粗精矿进入筛分1,用100目筛筛分,筛上所得为+100目粗精矿产品,进入粗粒精选阶段,筛下所得为-100目粗精矿产品,进入细粒精选阶段。
4.如权利要求1所述的细粒晶质石墨矿石用的保护鳞片的选矿方法,其特征在于,步骤(3)所述的粗粒精选阶段为:步骤(2)中,在筛分1得到的+100目粗精矿进行调浆,加入2号油10g/t,搅拌2分钟后矿浆进入精选3浮选,浮选1.5分钟,所得精选3尾矿浆进入棒磨2磨矿1分钟,之后矿浆加入2号油5g/t调浆搅拌2分钟后进入精扫选1,浮选2分钟,所得精扫选1精矿与精选3精矿合并,进入棒磨3磨矿1分钟,之后矿浆加入2号油5g/t调浆搅拌2分钟,进入精选4浮选,浮选1分钟,所得精选4精矿进入棒磨4磨矿1分钟后,进入精选5浮选,浮选1分钟后,所得精选5精矿进入筛分2,分别用50目、100目筛筛分,得到+50目精矿、-50+100目精矿和-100目精矿;其中+50目精矿、-50+100目精矿直接作为产品,-100目精矿进入细粒精选阶段。
5.如权利要求1所述的细粒晶质石墨矿石用的保护鳞片的选矿方法,其特征在于,步骤(4)所述的细粒精选阶段为:步骤(2)中在筛分1得到的-100目精矿进入棒磨5磨矿3分钟,磨矿后的矿浆加入2号油20g/t搅拌3分钟后进入精选6浮选,浮选2分钟,所得精选6尾矿浆与步骤(2)中精扫选1、精选4、精选5所得的尾矿浆合并在一起,返回至步骤(1)中的精选1,进行后续选别;所得精选6精矿与步骤(2)中的筛分2所得-100目精矿合并后,进入棒磨6磨矿3分钟,磨矿后的矿浆加入水玻璃50g/t调浆搅拌2分钟,再加入2号油5g/t,搅拌3分钟后,进入精选7浮选,浮选2分钟后,所得精选7精矿进入棒磨7磨矿3分钟,磨矿后的矿浆加入水玻璃50g/t、搅拌2分钟,再加入2号油5g/t,搅拌3分钟后,进入精选8浮选,浮选1分钟后,所得精选8精矿进入棒磨8磨矿3分钟,磨矿后的矿浆加入水玻璃50g/t、搅拌2分钟,再加入2号油7g/t,搅拌3分钟后,进入精选9浮选,浮选1分钟后,所得精选9精矿进入棒磨9磨矿3分钟,磨矿后的矿浆加入水玻璃50g/t、搅拌2分钟,再加入2号油10g/t,搅拌3分钟后,进入精选10浮选,浮选1分钟后,得到-100目精矿产品,同时所得的精选10尾矿浆与精选7尾矿浆、精选8尾矿浆、精选9尾矿浆合并后,再与步骤(2)中筛分1得到的-100目精矿合并后,进行步骤(4)中所描述的流程选别。
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