CN113578515A - 一种大鳞片石墨保护性分选设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了本发明提供了一种大鳞片石墨保护性分选设备，包括分选装置、固设于所述分选装置底端的进水装置，固设于所述分选装置顶端的收集装置以及设于所述分选装置顶部中央并竖直向下延伸至所述分选装置内的进料装置；所述分选装置包括主体，进水装置设于所述主体底端，包括进水口和水流输入区；收集装置包括收集槽和开设于所述收集槽侧壁的精料出口；水流经过所述水流输入区进入所述主体内向上运行形成溢流，片状的大鳞片石墨随溢流进入收集槽内，实现分选。本发明采用的水流分选的方法无需搅拌、调浆，只需将解离后的原矿直接输入至分选装置内，对片状石墨的保护程度高，设备简单，操作方便，回收率高，成本低。

Description

一种大鳞片石墨保护性分选设备及方法

技术领域

本发明涉及大鳞片石墨分选技术领域，具体涉及一种大鳞片石墨保护性分选设备及方法。

背景技术

石墨是一种碳质非金属矿物，石墨的工艺特性主要取决于它的结晶形态，根据结晶形态的不同，工业上可将天然石墨分为致密结晶状石墨(块状石墨)、隐晶质石墨(土状石墨)和鳞片石墨三类，其中鳞片石墨是自然界中可浮性最好的矿石之一，经过多次磨矿、多次选别可得到高品位的石墨精矿，该类矿石的可浮性、润滑性、可塑性等均优于其他类型石墨，因此极其具有工业应用价值。

鳞片石墨经高压变质而成，一般呈青灰色，风化呈黄褐色或灰白色，多产于麻岩、片岩、结晶石灰岩以及矽卡岩中，共生矿物较复杂，主要成分为片状结晶碳，伴有长石、石英、黑云母、黄铁矿、磁黄铁矿、金红石等高硬度、高密度杂质矿物。鳞片石墨大多为天然显晶质石墨，呈片状结构，其形似鱼鳞状，属六方晶系，结晶状态较好。通常大鳞片石墨是指粒度在0.15mm以上的鳞片石墨，超大鳞片石墨是指粒度在0.5mm以上的鳞片石墨，大鳞片石墨和超大鳞片石墨在工业上具有更大的应用价值。但是，鉴于天然矿石中大鳞片石墨含量极低，因此，优化浮选和分选大鳞片石墨的工艺尤其重要，同时，由于鳞片石墨在经过浮选或分选前除了需要进行破碎筛分外，浮选还需要调浆、搅拌等工艺，由于天然鳞片石墨矿一般是与其他高硬度矿物共生，如石英，反复的搅拌使高硬度矿物对大鳞片石墨的破坏作用极大。

现有技术中浮选法的通用设备是搅拌式浮选机。搅拌式浮选机装有机械搅拌装置，起搅拌矿浆和分布气流的作用，气体由搅拌装置被动吸入或利用外部特设的风机强制吹入，在矿浆内部形成气泡，矿浆中加入一定量浮选药剂，石墨在浮选药剂和气泡的共同作用下完成分选。在浮选过程中，搅拌装置本身以及搅拌工艺带动高硬度矿物颗粒，与大鳞片石墨反复摩擦从而对大鳞片石墨产生割裂和劈碎的破坏作用，造成大鳞片石墨的损失严重，同时需要损耗大量的浮选药剂，不利于环境保护和节能降耗。同时，卧式的浮选机处理量较小，设备占地面积较大。中国发明专利107321472A提供了一种基于气流分选和浮选的鳞片石墨分选，通过筛分机对石墨矿物料进行分级，将石墨矿物料粉碎后的物料和筛下细料混合在给入到气流分选机中进行分选得到粗精矿，再将粗精矿给入到大鳞片石墨浮选***中进行浮选，得到大鳞片石墨精矿产品。该方法能够得到纯度较高的鳞片石墨，但是对于大鳞片石墨，尤其是超大鳞片石墨来说，其破坏作用较大，且鳞片较大时浮选的作用效果较差，损失的大鳞片石墨较多。中国发明专利CN112718232A公开了一种分级磨浮保护晶质石墨鳞片的方法，利用水力浮选的方法来避免对大鳞片石墨的破坏，减少损失，且能够将大鳞片石墨与其他矿物分开，该专利采用气液喷射的方法增加水中气泡来与粗颗粒碰撞-粘附实现浮选，其主要原理还是通过泡沫包覆石墨颗粒增加浮力来实现，避免使用大量的捕捉剂来降低成本，但是该方法对气泡的量和大小具有极高要求，在实际操作中极难控制，且在浮选工艺前搅拌步骤依然会对大鳞片石墨造成损伤和破坏，尤其是现有的大鳞片石墨矿物都属于低品位，该装置的浮选方法成本高，流程复杂，大鳞片石墨在分选过程中损失较大，产出低，收益率低。

显然，现在需要开发一种既能保护大鳞片石墨不受到损伤和破坏，又能够快速且低成本获得精矿的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种大鳞片石墨保护性分选设备及方法，区别于现有技术通用的浮选方法，无需磨浆搅拌，直接以干粉投入分选设备中，采用水流分选的方法，减少大鳞片石墨与高硬度矿物的摩擦作用，最大程度地保护大鳞片石墨不受磨损和割裂，其设备简单，操作方便，能够快速大鳞片石墨精矿，占地面积小，分选成本低。

为实现上述的目的，本发明提供了一种大鳞片石墨保护性分选设备，包括分选装置、固设于所述分选装置底端的进水装置，固设于所述分选装置顶端的收集装置以及设于所述分选装置顶部中央并竖直向下延伸至所述分选装置内的进料装置；所述分选装置包括主体，所述主体为中空、顶部开口的筒体；所述进水装置设于所述主体底端，包括若干个均匀分布的进水口和与所述进水口连通的水流输入区，所述水流输入区与所述主体相连通；所述收集装置，包括至少底部开口的收集槽和开设于所述收集槽侧壁的精料出口，所述收集槽的开口套设于所述主体的外壁，所述主体的开口端低于收集槽的顶壁形成溢流口；水流经过所述水流输入区进入所述主体内向上运行形成溢流，片状的大鳞片石墨随溢流经所述溢流口进入所述收集槽内，再经所述精料出口流出，实现分选。其中，大鳞片石墨的粒度为0.15mm以上，粗颗粒矿物为与大鳞片石墨共生的高硬度、高密度杂质矿物。

优选地，所述水流输入区为双层漏斗型结构的容纳空腔，所述容纳空腔包括两个分离且平行的两个圆锥形面或多棱锥形面形成的上层斗和下层斗，所述水流输入区内的水经所述上层斗进入所述主体内形成向上水流；所述上层斗为均匀布置有若干通孔的格栅板，使物料不能通过所述上层斗进入水流输入区内。

优选地，所述进料装置包括进料管和固定在所述进料管底端的出料口，所述进料管设于所述主体的顶部中央并竖直向下延伸至所述主体内；所述出料口包括圆锥型的底板和卸料口，所述卸料口一端与所述进料管固定连接，另一端与所述底板的圆锥形面固定连接，所述卸料口为网格型或栅栏型。

优选地，所述主体的筒体内设有进行分选作业的分选区和位于筒体底部的矿物聚集区，片状的大鳞片石墨在所述分选区向上形成溢流进入所述收集槽，高密度矿物向下沉积在所述矿物聚集区。

优选地，所述收集槽包括突出于主体外壁的环状的收集区，所述分选区内的矿物能够随着上升的水流经溢流口溢流到收集区内，使主体与收集槽形成流通的结构。

优选地，所述收集区的底部为环设于主体的外壁并向一侧倾斜的斜面，所述精料出口设于斜面的最低点的外壁上，进入所述收集区的大鳞片石墨随着水流沿斜面流动至所述精料出口排出。

优选地，还包括辅助装置，所述辅助装置包括至少一个气-药输入管道，所述气-药输入管道贯穿主体的外壁，安装的位置低于出料口的位置。

为实现本发明的另一个目的，本发明还提供了一种大鳞片石墨保护性分选方法，包括以下步骤：

（1）注水：通过进水口将水注入至水流输入区和主体内，形成向上的水流，并调整水流向上的速度，直至筒体内全部充满水，水由筒体顶端的开口溢流而出，进入收集槽并通过精料出口流出；

（2）入料：将大鳞片石墨原矿解离后的物料输送至进料管内，经出料口分散进入主体内的分选区；

（3）分选：进入筒体后的物料在筒体内形成向上和向下移动的两部分，片状的大鳞片石墨自身重力小于水流的向上的推动作用，在向上位移的水流的作用下，形成溢流进入收集槽内并通过精料出口排出；高密度、颗粒状的脉石矿物的自身重力大于水流的浮力作用，受上升的水流影响较小，继续向下沉降至筒体底部的矿物聚集区内形成沉砂；

（4）排砂：矿物聚集区内形成的沉砂经尾矿出口排出。

优选地，步骤（3）和步骤（4）之间还包括程序调节水流速度来重复分选，所述重复分选是将富集在矿物聚集区的物料沿尾矿出口部分排出，调整水流的流速至2~5m/s，将矿物聚集区内富集的向上物料冲起，使片状的大鳞片石墨再次向上移动，再次调整水流的流速至0.5~1.5m/s，大鳞片石墨随向上的水流溢流至收集槽内，该步骤可以反复进行多次。

优选地，步骤（3）中，对大鳞片石墨和/或超大鳞片石墨矿石分选，可以通过打开气-药输入管道，对分选作业区域内通入空气和浮选药剂，产生浮选气泡，对超大鳞片石墨进行捕捉，辅助完成大鳞片石墨和/或超大鳞片石墨的分选,其中，超大鳞片石墨的粒度为0.5mm以上。

本发明的水流分选法区别于现有技术中的浮选方法，现有技术中的浮选方法的原理是利用矿物表面物理化学性质的不同来分选矿物的选矿方法。具体地，片状的大鳞片石墨与水流的接触面积大，且密度小，向上水流的推力作用大于其自身的重力，即会随着水流向上运行并形成溢流流入收集槽内实现分选。

而大鳞片石墨或/和超大鳞片石墨，尤其是超大鳞片石墨，其水流的向上推动力并不能快速地实现分选可以通过调节水流速度的方式增大水流的推动力，增加分选的速度。

或者，还可以通过添加浮选药剂和空气的方法形成空气泡，选择性地捕捉大鳞片石墨或/和超大鳞片石墨，增大浮力，并随着溢流进入收集槽达到有用矿物与脉石的分离的目的，实现分选。

而且，本发明采用的水流分选的方法，在矿物原料进行解离后无需磨浆，直接以颗粒形态输入至分选设备中进行鳞片石墨的分选，避免了磨浆过程的搅拌工艺导致的高硬度矿物对大鳞片石墨的反复摩擦带来的磨损和割裂。在进入分选设备后，根据矿物颗粒之间的密度差异，采用水流反向选择，鳞片石墨密度小，通过其浮力大于重力作用，向上位移，形成溢流，进入收集装置中，通过精料出口收集。同时，本发明采取的水流分选法，根据鳞片石墨的片状结构增加与水流的接触面积来增加水流的推力来实现选择性的收集，操作简单，能耗小，无需或依需要低剂量添加浮选药剂，降低成本。同时，分选操作可以重复多次进行，实现高回收率。

通过上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1.本发明采用的是水流分选的方法，针对大鳞片石墨的低密度、片状结构的特点，将大鳞片石墨从解离后的原矿中分选出来，分选效率高，无需多次磨矿，无需搅拌、调浆，只需将解离后的原矿直接输入至分选装置内，分选作业时间短，能耗小，浮选药剂添加量小甚至无需添加，即可完成大鳞片石墨和/或超大鳞片石墨的分选，且对片状石墨的保护程度高，回收率80%以上，且分选用水可以重复使用。

2.本发明采用的水流分选法，根据鳞片石墨的片状结构增加与水流的接触面积来增加上升水流的推力实现分选，并可以通过调整筒体内水流的流速来调节水流向上推力的大小，提高超大鳞片石墨的分选效率和回收率。

3.针对大鳞片石墨的原矿，可以通过程序调节水流的速度的方法，重复分选，来提高回收率。

4.本发明采用的水流分选法在针对水流的向上的推动作用力不足导致的分选超大鳞片石墨和/或大鳞片石墨速度慢、效率低的问题，可以通过辅以浮选法，向筒体内加入浮选药剂和气体，对超大鳞片石墨具有捕捉效果的浮选气泡，辅助超大鳞片石墨的分选。

附图说明

图1 为本发明实施例结构示意图。

其中，1进料管；2收集槽；201收集区；202溢流口；3精料出口；4出料口；401底板；402卸料口；5下层斗；6气-药输入管道；7上层斗；8进水口；801水流输入区；9尾矿出口；10主体；1001分选区；1002矿物聚集区。

具体实施方式

下面结合本发明的具体内容，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

参阅图1，本实施例提供了一种大鳞片石墨保护性分选设备，分选的原料为大鳞片石墨的原矿，分选的目标为大鳞片石墨和/或超大鳞片石墨。其中，大鳞片石墨的粒度为0.15mm以上，超大鳞片石墨的粒度为0.5mm以上，粗颗粒矿物为与大鳞片石墨共生的高硬度、高密度杂质矿物，粗颗粒矿物粒度大于0.3mm。

本实施例包括进料装置、分选装置、进水装置和收集装置，进水装置固设于分选装置底端，收集装置固设于所述分选装置顶端，进料装置设于分选装置顶部中央并竖直向下延伸至分选装置内。

分选装置包括主体10，主体10为中空、顶部开口结构的筒体，筒体内分为进行分选作业区域的分选区1001和位于筒体底部的矿物聚集区1002，在分选区1001内，向上的水流推动低密度的片状的矿物（大鳞片石墨或超大片石墨）向上形成溢流进入收集装置内，高硬度、高密度的粗颗粒矿物向下运动进入矿物聚集区1002沉积形成沉砂等待再次分选或排出。

进料装置包括进料管1和固定在进料管1底端的出料口4。进料管1经主体10的筒体顶部中央竖直向下伸入至筒体内，进料管1底端设有出料口4，出料口4由一块圆锥型的底板401和网格型或栅栏型卸料口402组成，卸料口402一端与进料管1固定连接，另一端与圆锥形面固定连接。物料经进料管1进入出料口4滑落至底板401的圆锥面上经卸料口402的四周分散进入至主体10的筒体内，从而避免了矿物颗粒成团进入水中而降低分选效率。同时，底板401能够避免注水和过程中水流灌入进料管1导致管内水封或物料遇水团结堵塞进料管1，导致物料无法进入分选区1001的问题。

收集装置固设于主体10的顶部，收集装置与主体10为同轴结构，具体地，收集装置为至少底部开口的收集槽2，底部的开口套设于主体10的顶端，主体10的开口端低于收集槽2的顶壁形成溢流口202，收集槽2的设有突出于主体10外壁的环状的收集区201，主体10底部的矿物能够随着上升的水流经溢流口202溢流到收集区201内，从而使主体10的筒体与收集槽2的槽体能够形成连通的结构。解离后的物料经进料管1进入主体10内，根据物料中的大鳞片石墨和/或超大鳞片石墨的含量，可以对进料管1进入主体10内的长度进行调节。优选地，收集槽2的顶部可以是敞口或设有可拆卸的顶盖，可以通过打开顶部，以便于观察分选情况，并在分选完成对槽体和筒体进行清理。

具体地，收集区201的底部为环设于主体10的外壁并向一侧倾斜、光滑的斜面，倾斜的最低点设有精料出口3，进入收集区201的大鳞片石墨随着水流沿斜面流动至精料出口3，将精矿过滤后的水可再次循环注入至主体10内。

进水装置设于主体10的筒体底端内，具体地，与矿物聚集区1002的下端相邻设置。进水装置包括若干个均匀水平分布在筒体侧壁的进水口8和水流输入区801，水流输入区801与进水口8和主体10均相连通，进水口8进入水流输入区801后由于水压形成向上的水流，依次进入经过矿物聚集区1002和分选区1001，形成溢流至收集槽2内。进水口8均匀、水平分布在筒体底部的侧壁上，根据需要通过电机调节输入的水的流量的大小，保证水流进水流输入区801在每一个方向是均匀的，从而获得更加稳定的水流。优选地，进水口8与水泵和流量检测表连接，用于调整和控制输入至主体10内的水的流量，分选工艺开始后，精料出口3即保持打开状态，且精料出口3的排出量不小于进水口8的注水量，从而保证筒体内的水流的压力保持恒定，维持稳定的溢流，实现有效的分选。

进水口8设有电机，用于调整主体10内的水流的流速，能够为大鳞片石墨提供一个向上的推力，片状的大鳞片石墨与水流的接触面积大，使其受力面积大，因此向上推动力大于自身的重力，从而能够随着水流向上运动形成溢流进入收集槽2内。当解离后的物料里有较高含量的超大鳞片石墨时，可以通过调剂水流的流速来提高分选速度。一般地，分选大鳞片石墨时水流在筒体内上升的速度为0.2~5m/s，优选地，上升的速度为1m/s。

优选地，水流输入区801为设于主体10的筒体底部的一个双层的漏斗型结构的容纳空间。容纳空腔包括两个分离且平行的两个圆锥形面或多棱锥形面形成的上层斗7和下层斗5，水流输入区801内的水经上层斗7进入主体10内形成向上水流。也即，上层斗7为水流输入区801和矿物聚集区1002的渗透层，水流能够通过上层斗流入筒体内或回流至水流输入区801内，但是沉砂无法通过上层斗进入水流输入区801。下层斗5为主体10的底层，是主体10的筒体外壁向下延伸的底层。

进水口8与外接水源相连，水源由电机源源不断地输入至水流输入区801形成水压，透过上层斗7进入筒体内并产生向上的水流。优选地，上层斗7为均匀布置有若干通孔的格栅板，通孔的直径小于分选物料的粒度，使物料不能通过格栅层进入水流输入区801内，输入的水经过格栅层形成均匀上升的水流。通孔的孔径过大，导致小粒度的矿物通过通孔进入水流输入区801无法排出，孔径过大，影响水流的上升的稳定性。一般地，格栅板的通孔的孔径小于0.3mm，优选地，孔径为0.1~0.25mm，最优选地，孔径为0.15mm。作为一种优选地实施方式，格栅板为可拆卸结构，便于更换。在上升的水流作用下，密度大的矿物颗粒的重力大于水流的浮力向下进入主体10底部的矿物聚集区1002，密度较小的片状石墨由于在水流中接触面积大、密度小，重力作用小于受到向上水流的推力作用，从而向上运动形成溢流，流进收集槽2内，大鳞片石墨随着水流从精料出口3流出，从而实现了大鳞片石墨与其他颗粒矿物分离的目的。优选地，上斗层7与水平面形成的角度为5~30°，最优地，角度为10°。

水流输入区801中央设有尾矿出口9，尾矿出口9顶端开口并与上层斗7齐平，并与矿物聚集区1002形成连通的结构，尾端竖直向下延伸、贯穿下层斗5至筒体外。尾矿出口9尾端上还设有阀门，打开阀门，主体10底部的矿物聚集区高密度矿物颗粒形成的沉砂经尾矿出口9排出。优选地，在分选工艺开始后，可以周期性地打开尾矿出口9的阀门，每次只需将部分沉砂排除，保证沉砂不会堵塞上层斗7上的通孔，使上升的水流保持稳定。同时可以在打开阀门排除沉砂后增大水流的流速，能够将未排除的沉砂向上冲起，将随着颗粒矿物一起沉积的片状矿物冲起，实现再次分选。

作为一种优选地实施方式，针对超大鳞片石墨（粒度在0.5mm以上）原矿来说，由于其颗粒较大，重力也较大，向上的水流对超大鳞片的推动速度较慢，导致分选的时间长，增加能耗。鉴于此，本实施例可以采用一个辅助装置来提高超大鳞片的分选速度。该辅助装置能够提高超大鳞片的溢流的速度，缩短分选时间。

该辅助装置固设于主体10的中部，固定安装的位置低于底板401的位置，包括至少一个气-药输入管道6，气-药输入管道6贯穿主体10的筒壁，将浮选药剂和空气注入至分选作业区域。根据需要分选的实际需要，通入捕捉剂和空气，增加水流内的气泡来捕捉鳞片石墨，增加鳞片石墨的浮力，从而增加分选的速度和效率，实现快速分选。优选地，捕捉剂可以选择现有技术中的快选剂，例如中国发明专利CN106513164A中的采用的甲基异丁基甲醇、石油醚、丙酮，或中国发明专利CN107537679A中公开的浮选药剂，或中国发明专利CN112718232A中公开的快速浮选药剂，均可实现本实施例的辅助的浮选作业。

通过上述实施例所描述的分选设备，针对大鳞片石墨进行保护性的分选，具体的方法包括以下步骤：

（1）注水：通过进水口8将水注入至水流输入区801，水压将水流注入分选装置的主体10内形成向上的水流，调整水流向上的速度为0.2~5m/s，直至筒体内全部充满水，水由筒体顶端的开口溢流而出，进入收集槽2。

（2）入料：将大鳞片石墨原矿解离后的物料输送至进料管1内，经底板401的锥形面分散进入主体10的筒体内，避免矿物颗粒发生团结，影响分选的速度和效率。

（3）分选：进入筒体后的物料在筒体内形成向上和向下移动的两部分，密度小且呈片状的大鳞片石墨自身重力小于水流的向上的浮力，在向上位移的水流的推动作用下，会向上运动形成溢流进入收集槽2内；呈颗粒状石英等高密度脉石矿物自身重力大于水流的浮力作用，受上升的水流影响较小，继续向下沉降至筒体底部的矿物聚集区1002形成沉砂。

（4）排砂：打开尾矿出口9上的阀门，矿物聚集区内形成的沉砂经尾矿出口9排出。该步骤可以与步骤（3）的分选工艺同时进行，分选的同时，将尾矿出口9尾端的阀门打开，矿物聚集区内的沉砂同时排出，避免堆积过多，占用分选区的空间。

进一步地，随着水流向上的片状矿物随着水流溢流至收集区201内，进入收集区201内，形成大鳞片石墨精矿，随着水流由出料口4排出粗颗粒、大密度的矿物向下位移，密度最大的矿物最先在筒体底部的矿物聚集区内富集，并逐渐在筒体内形成梯度的密度变化，也即，筒体底部沉积的矿物的密度由下至上逐渐减小，可以通过尾矿出口9逐级排出。

随着分选的进行，高密度的矿物已经富集在矿物聚集区，物料逐渐减少，水流与片状石墨的接触面积也逐渐增大，上浮作用力也越来越大，因此可以降低沉砂中大鳞片石墨的含量，提高大鳞片石墨分选的回收率。

根据原料中大鳞片石墨含量和鳞片大小的差异，通过调节出料口4***液面的深度来控制大鳞片石墨的从出料口4到溢流口202的分选路径的长短，通过调节进水口的入水速度来控制筒体内向上水流的流速，实现不同性质物料的分选，获得不同品位和回收率的大鳞片石墨精矿产品。品位较低、鳞片较小低品位的大鳞片石墨的原矿可以减少增大矿物的出料口4与溢流口202的距离，使原矿获得更大的分选路径。

作为一种优选地实施方式，针对高品位的大鳞片石墨矿石容易发生一次分选并不能完全将矿石中的大鳞片石墨的完全分选出来。原因在于，大鳞片石墨夹杂在高密度矿石颗粒内随之一起下沉至矿物聚集区，但是其密度相对比较低，因此一般会聚集在上层。因此，可以在上述的步骤（3）和步骤（4）之间采用程序调节水流速度的方法实现重复分选以提高大鳞片石墨的分选效率。具体地，减小尾矿出口9阀门的排出量，将富集在筒体底部的矿物聚集区的物料沿尾矿出口9排出总量的40~60%，再次调整水流的流速至2~5m/s，时间为2~5分钟，将矿物聚集区内富集的物料冲起来，从而将随着粗颗粒一起沉积的大鳞片石墨再次向上移动，再次调整水流的流速至0.5~1.5m/s，从而使大鳞片石墨溢流至收集槽2内，该步骤可以反复进行多次。

作为一种优选地实施方式，针对超大鳞片石墨矿物和大鳞片石墨矿物，水流向上的推动作用力不足导致片状的鳞片石墨上升速度慢，分选的速度慢，影响分选效率，增加能耗。对于该问题，可以通过调整水流的流速大的方法来解决该问题。在物料进入筒体时水流的速度设置为高流速2~5m/s，随着超大鳞片石墨收集完成后，可以通过精料出口3直观判断，再降低水流的流速至0.5~1.5m/s，进行大鳞片石墨的收集，节约用水量和能源。

作为另一种优选地实施方式，针对上述的由于水流向上的推动作用力不足导致分选的速度慢的问题，还可以通过辅助装置向筒体内加入浮选药剂和气体的方法，在筒体内形成对超大鳞片石墨具有捕捉效果的浮选气泡，辅助超大鳞片石墨的分选；超大鳞片石墨在上升水流和浮选气泡的共同作用下完成高效的分选，从而将超大鳞片石墨优先快速地随着上升的水流形成的溢流进入收集槽内。

通过上述的实施例可见，本发明采用的是水流分选的方法，将大鳞片石墨从解离后的大鳞片石墨原矿中分选出来，针对超大鳞片石墨，还可以采用结合浮选法进行进一步有效地分离。本发明的水流分选法区别于现有技术中的浮选方法，浮选方法的原理是利用矿物的物理性质的不同来分选矿物的选矿方法，通过添加对有用矿物（本发明的大鳞片石墨）选择性地附着在矿浆中的空气泡上，并随之上浮到矿浆表面，达到有用矿物与脉石的分离。通过上述的水流分选法进行大鳞片石墨和超大鳞片石墨，分选效率高，无需多次磨矿，无需搅拌调浆，只需将解离后的原矿直接输入至分选装置内，分选作业时间短，能耗小，浮选药剂添加量小甚至无需添加，即可完成大鳞片石墨和超大鳞片石墨的分选，且对片状石墨的保护程度高，回收率80%以上。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种大鳞片石墨保护性分选设备，其特征在于，包括分选装置、固设于所述分选装置底端的进水装置，固设于所述分选装置顶端的收集装置以及设于所述分选装置顶部中央并竖直向下延伸至所述分选装置内的进料装置；

所述分选装置包括主体（10），所述主体（10）为中空、顶部开口的筒体；

所述进水装置包括若干个均匀分布的进水口（8）和与所述进水口（8）连通的水流输入区（801），所述水流输入区（801）与所述主体（10）相连通；

所述收集装置，包括至少底部开口的收集槽（2）和开设于所述收集槽（2）侧壁的精料出口（3），所述收集槽（2）的开口套设于所述主体（10）的外壁，所述主体（10）的开口端低于收集槽（2）的顶壁形成溢流口（202）；

水流经过所述水流输入区（801）进入所述主体（10）内向上运行形成溢流，片状的大鳞片石墨随溢流经所述溢流口（202）进入所述收集槽（2）内，再经所述精料出口（3）流出，实现分选；

其中，大鳞片石墨的粒度≥0.15mm。

2.如权利要求1所述的大鳞片石墨保护性分选设备，其特征在于，所述水流输入区（801）为双层漏斗型结构的容纳空腔，所述容纳空腔包括分离且平行的上层斗（7）和下层斗（5），所述上层斗（7）和所述下层斗（5）均为圆锥形或多棱锥形，所述水流输入区（801）内的水经所述上层斗（7）进入所述主体（10）内形成向上水流；所述上层斗（7）为均匀布置有若干通孔的格栅板，使粗颗粒矿物不能通过所述上层斗（7）进入水流输入区（801）内。

3.如权利要求1所述的大鳞片石墨保护性分选设备，其特征在于，所述进料装置包括进料管（1）和固定在所述进料管（1）底端的出料口（4），所述进料管（1）设于所述主体（10）的顶部中央并竖直向下延伸至所述主体（10）内；所述出料口（4）包括圆锥型的底板（401）和卸料口（402），所述卸料口（402）一端与所述进料管（1）固定连接，另一端与所述底板（401）圆锥形面固定连接，所述卸料口（402）为网格型或栅栏型。

4.如权利要求1所述的大鳞片石墨保护性分选设备，其特征在于，所述主体（10）的筒体内设有进行分选作业的分选区（1001）和位于筒体底部的矿物聚集区（1002），片状的大鳞片石墨在所述分选区（1001）向上形成溢流进入所述收集槽（2），粗颗粒矿物向下沉积在所述矿物聚集区（1002）。

5.如权利要求4所述的大鳞片石墨保护性分选设备，其特征在于，所述收集槽（2）包括突出于主体（10）外壁的环状的收集区（201），所述分选区（1001）内的矿物能够随着上升的水流经所述溢流口（202）溢流到所述收集区（201）内，使所述主体（10）与所述收集槽（2）形成流通的结构。

6.如权利要求5所述的大鳞片石墨保护性分选设备，其特征在于，所述收集区（201）的底部为环设于主体（10）的外壁并向一侧倾斜的斜面，所述精料出口（3）设于斜面的最低点的外壁上，进入所述收集区（201）的大鳞片石墨随着水流沿斜面流动至所述精料出口（3）排出。

7.如权利要求1-6任一所述的大鳞片石墨保护性分选设备，其特征在于，还包括辅助装置，所述辅助装置包括至少一个气-药输入管道（6），所述气-药输入管道（6）贯穿主体（10）的筒壁。

8.一种利用权利要求1-7任一所述的分选设备的大鳞片石墨保护性分选方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）注水：通过进水口将水注入至水流输入区和主体内，形成向上的水流，并调整水流向上的速度，直至筒体内全部充满水，水由筒体顶端的开口溢流而出，进入收集槽并通过精料出口流出；

（2）入料：将大鳞片石墨原矿解离后的物料输送至进料管内，经出料口分散进入主体内的分选区；

（3）分选：进入筒体后的物料在筒体内形成向上和向下移动的两部分，片状的大鳞片石墨自身重力小于水流的向上的推动作用，在向上位移的水流的作用下，形成溢流进入收集槽内并通过精料出口排出；颗粒状的脉石矿物的自身重力大于水流向上的推力，继续向下沉降至筒体底部的矿物聚集区内形成沉砂；

（4）排砂：矿物聚集区内形成的沉砂经尾矿出口排出。

9.如权利要求8所述的大鳞片石墨保护性分选方法，其特征在于，步骤（3）和步骤（4）之间还包括程序调节水流速度来重复分选，所述重复分选是将富集在矿物聚集区的物料沿尾矿出口部分排出，调整水流的流速至2~5m/s，将矿物聚集区内富集的向上物料冲起，使片状的大鳞片石墨再次向上移动，再次调整水流的流速至0.5~1.5m/s，大鳞片石墨随向上的水流溢流至收集槽内。

10.如权利要求9所述的大鳞片石墨保护性分选方法，其特征在于，步骤（3）还包括打开气-药输入管道，对分选作业区域内通入空气和浮选药剂，产生浮选气泡，对大鳞片石墨和/或超大鳞片石墨进行捕捉，辅助完成大鳞片石墨和/或超大鳞片石墨的分选，其中，超大鳞片石墨的粒度≥0.5mm。

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