CN114853005B - 一种机柱联合分选的石墨短流程提纯方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了本发明提供了一种机柱联合分选的石墨短流程提纯方法，采用机柱联合分选法，石墨原矿经过一段粗磨‑粗选和三段再磨‑精选即可获得石墨精矿产品，所述石墨精矿产品的品位≥94%；所述一段粗磨‑粗选采用粗选浮选机进行浮选；所述三段再磨‑精选采用浮选柱进行浮选。通过采用本发明的技术方案，通过采用本发明的机柱联合分选的石墨短流程分选方法，是一种将传统的一段粗磨粗选+九段再磨十段精选甚至更长分选流程的石墨分选方法缩短为一段粗磨‑粗选+三段再磨‑精选的短流程分选方法，兼具短流程和高分选效率的优点，大大减少了磨矿段数，有效避免了磨矿对片状石墨的破坏作用，且通用性极佳。

Description

一种机柱联合分选的石墨短流程提纯方法

技术领域

本发明涉及石墨提纯技术领域，具体涉及一种机柱联合分选的石墨短流程提纯方法。

背景技术

石墨是一种碳质非金属矿物，属高性能晶体碳材料，是一种重要的非金属矿资源，是工业体系中多个产业部门的基础性原料，具有优良的导热、导电、耐高低温、抗辐射、抗腐蚀、自润滑、导电、导热、润滑、化学稳定、可塑、抗热震等性能，被广泛应用于冶金、机械、汽车等传统领域，还可以应用于新能源汽车、储能、环保等战略性新兴产业领域以及航空航天、国防、电子信息、能源安全等高端前沿领域。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、隐晶质石墨和鳞片石墨三类，经过多次磨矿、多次浮选可得到高品位的石墨精矿，尤其是鳞片石墨，可浮性、润滑性、可塑性等均优于其他类型石墨，因此及其具有工业应用价值。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，鳞片越大，价值越高，大鳞片石墨资源比较稀缺，提纯过程中应尽力保护大鳞片不被破坏。但是其在天然矿石中大鳞片石墨含量极低，且大片的形状更易被磨矿程序中损伤，因此，优化分选大鳞片石墨的工艺尤其重要，尤其是缩短分选流程，减少磨矿次数对保护片状石墨结构具有重要意义。

石墨原矿一般共生矿物较复杂，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、金红石等高硬度杂质矿物。天然的石墨原矿中石墨品位一般在5~15%左右，而对于晶质鳞片状石墨，原矿品位≥2.5%即可开采，而且，石墨原矿一般含有较多的石英、云母、长石等伴生的硬质脉石矿物，不能够直接进行利用，需要进行选矿提纯提高石墨品位。

现有技术中，石墨选矿提纯的方法普遍采用浮选法，单段浮选设备浮选对石墨品位的提升幅度不大，尤其是当石墨品位越高，提升幅度越低，因此通常需要经过结合多段磨矿+多段浮选的方式，现有技术中的浮选流程一般包括一段粗磨粗选、九段再磨十段精选、一段扫选，甚至更长。一方面，如此反复多次磨矿的过程中，高硬度的共生矿物对石墨尤其是大鳞片石墨的片状结构破坏非常严重，影响石墨的使用性能，且多段磨矿易造成过磨，导致生产能耗高，工艺流程复杂，设备数量多，占地面积大，导致生产投资增高；另一方面，现有技术的分选工艺具有高度的针对性，对于不同矿型的石墨原矿的需要选用不同的提纯工艺，需要的设备数量和/或类型也不尽相同，且对于不同的矿型需要投入不同的设备类型或数量，极大地增加了设备和场地的投入成本。

另外，为了保护片状石墨不受损伤需要减少磨矿的次数，但是为了获得高品位的石墨精矿，需要尽量多的增加再磨再选的段数，因此，往往高品位和高回收率很难以兼而有之。中国发明专利CN111495734A公开了一种湿法筛分装置及包含湿法筛分的石墨矿短流程提纯方法，采用较少次数多段磨矿浮选之后筛分，所得细粒石墨矿进入下段磨机再磨-浮选机再次浮选的短流程，可缩短石墨矿选别流程，保护大鳞片石墨，提高总体石墨的品位达到95%，但是回收率仅为8%。而且，该发明的短流程提纯方法包括粗选（四次球磨四次浮选）-筛分-浮选（四次磨矿五次浮选或三次磨矿4次浮选），也即需要8~9次的磨矿和8次浮选来实现提纯，虽然将磨矿和浮选次数降至了10次以下，但是采用的浮选机进行8次浮选，搅拌装置本身以及搅拌工艺带动高硬度矿物颗粒，与片状石墨反复摩擦从而对片状的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；而且，其主要针对大鳞片石墨，对于其它石墨原矿分选效果并不佳。

中国发明专利CN109647630A公开了一种石墨的短流程提纯方法，该方法针对固定碳含量不低于35%的物料采用浮选设备进行泡沫浮选法得到石墨精矿和石墨尾矿，并对石墨精矿和石墨尾矿再一次的进行超声粉碎后再次采用上述的浮选设备进行泡沫浮选法重复分选来得到高碳石墨精矿。该方法提供的短流程石墨提纯方法，进一步缩短了石墨分选的流程，但是该技术方案一方面存在对于固定碳含量低于35%的石墨原矿的提纯回收率低、能耗高的问题；另一方面，该技术方案通用性差，仅适用于细鳞片石墨或微晶石墨矿的分选提纯，对大鳞片石墨的分选破坏极为严重，因此，该发明具有较大的局限性，只适用于特定品位和特定矿型的石墨原矿的提纯。

显然，虽然现有技术中将分选设备与其他各种设备或工艺结合使用，或对现有技术的分选设备进行改造，以期缩短分选流程，并提高石墨精矿的品位，但尚未获得兼具通用性且短流程的提纯工艺或方法来同时满足不同品位和不同矿型的石墨原矿的分选效率及回收率。

发明内容

本发明的目的是提供一种机柱联合分选的石墨短流程提纯方法，通过联合使用浮选机和浮选柱的方法进行石墨选矿的浮选，仅需一段粗磨粗选-三段再磨精选即可获得精矿，大大缩短分选流程，提高分选效率，降低能耗，且通用性高，适用于各种石墨矿型。

为实现上述的目的，本发明提供了一种机柱联合分选的石墨短流程提纯方法，采用机柱联合分选法，石墨原矿经过一段粗磨-粗选和三段再磨-精选即可获得石墨精矿产品，所述石墨精矿产品的品位≥94%；所述一段粗磨-粗选采用粗选浮选机进行浮选；所述三段再磨-精选采用浮选柱进行浮选。

进一步地，所述一段粗磨-粗选包括一次粗磨-一次粗选；所述三段再磨-精选包括依次进行的一次再磨-一次精选、二次再磨-二次精选和三次再磨-三次精选；所述一次粗选采用所述粗选浮选机进行浮选；所述一次精选、所述二次精选和所述三次精选分别采用三个串联设置的所述浮选柱进行浮选。

进一步地，所述一次粗选获得粗精矿和粗尾矿；所述粗精矿经过所述一次再磨-所述一次精选得到第一精选矿和第一中矿；所述第一精选矿经过所述二次再磨-所述二次精选得到第二精选矿和第二中矿；所述第二精选矿经过所述三次再磨-所述三次精选得到第三精选矿和第三中矿；所述粗精矿-所述第一精选矿-所述第二精选矿依次通过三个串联设置的所述浮选柱分别进行所述一次精选、所述二次精选和所述三次精选得到所述第三精选矿，所述第三精选矿即为所述石墨精矿产品。

进一步地，三个串联设置的所述浮选柱分别为第一浮选柱、第二浮选柱和第三浮选柱，三者结构相同；所述粗精矿-所述第一精选矿-所述第二精选矿依经过所述第一浮选柱-所述第二浮选柱-所述第三浮选柱，逐级提高石墨的品位，得到所述石墨精矿产品。

进一步地，所述浮选柱为异型筒体浮选柱，包括两段不同直径的筒体，分别为上筒体和下筒体，所述上筒体的直径和长度小于所述下筒体的直径和长度；所述上筒体和所述下筒体之间通过锥形柱体过渡连接；所述下筒体与底部的锥形底筒连接；所述上筒体、所述下筒体、所述锥形柱体和所述锥形底筒为同轴结构。

进一步地，还包括一段扫选；所述一段扫选采用扫选浮选机对所述粗尾矿进行浮选得到扫选中矿和尾矿。

进一步地，还包括一段再磨-再选；所述一段再磨-再选将合并后的所述扫选中矿、所述第一中矿、所述第二中矿和所述第三中矿进行四次再磨后采用再选浮选机进行浮选得到第四中矿和第五中矿。

进一步地，所述一段再磨-再选得到第四中矿和第五中矿；所述第四中矿与所述粗精矿合并后进行所述三段再磨-精选。

进一步地，所述第五中矿返回与所述石墨原矿合并进行所述一段粗磨-粗选，或，所述第五中矿返回与所述粗尾矿合并进行所述一段扫选。

进一步地，所述机柱联合分选法将所述粗选浮选机、所述扫选浮选机和所述再选浮选机与三台串联设置的浮选柱联合使用，得到的石墨精矿的品位≥94%、回收率≥89%。

本发明将浮选机和浮选柱两种浮选设备联合使用来缩短浮选流程，提高分选效率，降低能耗，同时保持石墨精矿产品的品位和回收率。

具体地，浮选机进行浮选时由于分选槽体的路径较短，分选效率不高，因此选用浮选机进行分选作业都需要近十次的重复分选作业方能得到较好地分选效果。而浮选机通常设有机械搅拌装置或充气搅拌装置，因此在浮选过程中，搅拌装置进行多次分选作业时会带动石墨矿中的高硬度矿物颗粒与片状石墨反复摩擦导致割裂和劈碎的破坏作用，造成片状石墨尤其是大鳞片石墨的损失严重，同时多次分选作业需要损耗大量的浮选药剂，不利于环境保护和节能降耗。而现有技术中的浮选柱，由于浮选柱的筒体高于浮选机的分选槽体，因此石墨矿从柱体的中下部到柱体顶端的分选路径较长，因此获得比浮选机更高的分选效率高，但是较长的分选路径导致单一采用浮选柱极难获得较高的回收率，通常仅能达到60~70%。而对于品位较低（品位低于20%）的石墨原矿，为了获得更高的收率，一般均采用浮选机进行作业，而对于现有的鳞片石墨原矿的品位一般在5~15%，直接采用浮选机进行提纯，需要至少八九段再磨精选作业，对鳞片石墨，尤其是大鳞片石墨的破坏作用极其严重，而且能耗极大。因此，现有技术的分选方法极难满足多种石墨矿型、不同品位的石墨原矿的分选。

针对上述问题，本发明通过优化分选柱的结构，并将浮选机和浮选柱联合使用，同时，进一步地优化浮选工艺得到了本发明的技术方案，缩短了分选流程，是一种具有通用性高、兼具高回收率和高精矿品位的石墨提纯方法。

具体地，选用浮选柱进行精选作业，将现有技术中8~9段的再磨精选缩短为三段再磨精选，大大缩短了分选的流程，避免了对石墨鳞片结构的破坏并获得更高品位的石墨精矿。

同时，本发明采用浮选机进行粗选、扫选和再选，通过将粗选得到的粗尾矿再进行扫选，并将得到的扫选中矿与精选后的中矿合并进行再选，由于精选阶段选用浮选柱具有较长的分选路径，导致分选过程中的石墨矿的回收率损失较大，因此，将扫选和再选采用浮选机替代浮选柱，缩短分选路径，同时将精选后的中矿合并扫选中矿进行再选，将精选阶段损失的石墨精矿回收回来，从而使整个提纯工艺的回收率≥89%，最高能达到92%。

通过本发明技术方案的实施，选用浮选柱提高石墨精矿品位的同时，将传统工艺的八段或九段再磨-精选工序缩短为三段再磨-精选，再采用浮选机辅以一段扫选和一段再选，大大缩短了流程，并将部分精选过程中损失的石墨精矿进行回收回来，从而保证了提纯工艺的高品位和高回收率。

作为一种优选地实施方式，本发明的选用的浮选柱为异径浮选柱，替代现有技术中同径浮选柱。采用浮选机进行精选作业时，石墨的分选路径是从工作槽的中下部被气泡带到上方溢出来，由于浮选槽的高度较小，因此石墨的分选路径较短，从而大大地降低了石墨精矿的分选效率。本发明采用异径浮选柱，柱体上窄下粗，石墨随气泡向上运行，从较宽的下筒体运行至较窄的上筒体，运行路径变窄，由于筒体内液体的流量为定值，从而使得液体流速变快，导致气泡运行状态发生改变，气泡之间的产生的摩擦和碰撞，导致了与气泡上附着力不强的脉石矿物从气泡上脱落，无法再继续向上运行，从而避免被气泡夹带到精矿中，提高了精矿产品的固定碳含量；目标矿物颗粒继续跟随液体向上运行，溢流至收集槽内。当载有脉石颗粒的气泡运行到锥形柱体和上筒体时，由于运行状态的变化，脉石颗粒与气泡脱附，受重力作用向下运行来破坏被气泡捕捉到的脉石矿物与气泡的附着作用，从而进一步地提高精矿的品位，避免脉石矿物的夹带。

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）通过采用本发明的机柱联合分选的石墨短流程分选方法，是一种将传统的一段粗磨粗选+九段再磨十段精选甚至更长分选流程的石墨分选方法缩短为一段粗磨-粗选+三段再磨-精选的短流程分选方法，获得的石墨精选矿产品的品位≥94%，辅以一段扫选和一段再磨-再选，实现回收率≥89%；采用该提纯工艺兼具短流程和高分选效率的优点，大大减少了磨矿段数，有效避免了磨矿对片状石墨的破坏作用，提高了对石墨鳞片的保护效果。

（2）通过采用本发明的技术方案，三段精选采用浮选柱代替浮选机进行分选，降低浮选机搅拌装置带动石墨矿中的高硬度矿物颗粒与片状石墨反复摩擦导致割裂和劈碎的破坏作用，尤其是大鳞皮石墨具有较佳的保护作用。

（3）本发明的技术方案中选用异径浮选柱进行三段精选，通过上窄下粗的柱体进行改变浮选过程中气泡上行的运行状态，来破坏被气泡捕捉到的脉石矿物与气泡的附着作用，从而避免脉石矿物的夹带，进一步地提高精矿的品位。

（4）通过采用本发明的技术方案，仅通过三个串联的浮选柱进行精选，浮选柱占地面积小设备数量少，投资小，从而降低了石墨提纯的成本。

（5）通过采用本发明的技术方案，将浮选机和浮选柱联合使用，具有极高的通用性，适用于各种固定碳含量的石墨原矿的分选提纯，尤其是针对不同品位、不同矿型的石墨原矿均具有较好的提纯效果，适宜大规模推广。

附图说明

图1为本发明实施例1机柱联合浮选的石墨提纯工艺流程图。

图2为本发明实施例1机柱联合浮选的石墨提纯装置结构示意图。

图3为本发明实施例1的浮选柱的结构示意图。

图4为本发明实施例6机柱联合浮选的石墨提纯工艺流程图。

图5为本发明对照例4的浮选柱的结构示意图。

其中，1下筒体；2上筒体；3收集槽；4淋洗喷头；5锥形底筒；6给料端口；7进气端口；8锥形柱体；9尾矿出口；100粗选浮选机；110第一球磨机；200扫选浮选机；210尾矿排料口；300再选浮选机；310第五球磨机；400第一浮选柱；410第二球磨机；500第二浮选柱；510第三球磨机；600第三浮选柱；610第四球磨机；620精矿排料口。

具体实施方式

本发明提供了一种石墨短流程提纯方法，使用浮选机和浮选柱联合分选的方法，将传统的一段粗磨粗选+九段再磨十段精选甚至更长分选流程的石墨分选方法缩短为一段粗磨-粗选+三段再磨-精选的短流程分选方法，具有获得高品位的石墨精矿产品的同时兼具高回收率的特点，获得的石墨精矿产品的品位≥94%，辅以一段扫选和一段再磨-再选，实现回收率≥89%。

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。

实施例1

本实施例中，石墨原矿破碎后经过一段粗磨-粗选进行粗选得到粗精矿和粗尾矿。粗精矿经过三段粗磨-精选进行精选获得石墨精矿产品，其中，三次精选获得的三段精选中矿分别为第一中矿、第二中矿和第三中矿，第三中矿即为石墨精矿产品。

粗尾矿进行一段扫选获得扫选中矿和尾矿，尾矿进行排尾。

扫选中矿、第一中矿、第二中矿和第三中矿合并后经过一段再磨-再选获得第四中矿和第五中矿，第四中矿返回三段粗磨-精选再次进行精选，第五中矿返回一段粗磨-粗选再次进行粗选。

优选地，参阅图1，具体步骤包括：

（1）一段粗磨-粗选：将石墨原矿破碎后进行一次粗磨和一次粗选得到粗精矿和粗尾矿；

（2）三段再磨-精选：粗精矿依次经过三次再磨和三次精选，得到石墨精矿。三次再磨和三次精选分别为一次再磨（再磨1）和一次精选（精选1）、二次再磨（再磨2）和二次精选（精选2）和三次再磨（再磨3）和三次精选（精选3），粗精矿经过一次精选得到第一精选矿和第一中矿（中矿1），第一精选矿经过二次精选得到第二精选矿和第二中矿（中矿2），第二精选矿三次精选以及第三精选矿和第三中矿（中矿3）；分别得到的粗精矿-第一精选矿-第二精选矿再依次通过三个串联设置的浮选柱进行浮选，逐级提高石墨精选矿的品位，最终得到的第三精选矿即为石墨精矿产品。

（3）一段扫选；步骤（1）中的粗尾矿经过浮选机浮选后得到扫选中矿（中矿0）和尾矿。

（4）一段再磨-再选；将步骤（2）得到的第一中矿（中矿1）、第二中矿（中矿2）、第三中矿（中矿3）合并步骤（3）中得到的扫选中矿（中矿0）进行四次再磨（再磨4），通过浮选机进行浮选得到第四中矿（中矿4）和第五中矿（中矿5）。第四中矿（中矿4）与粗精矿合并返回步骤（2）再次进行三段再磨-精选；第五中矿（中矿5）与破碎后的石墨原矿合并返回至步骤（1）进行一段粗磨-粗选。

其中，步骤（1）、步骤（2）和步骤（4）中的粗选、扫选和再选采用浮选机进行浮选，利于降低尾矿中损失的回收率，提高产品回收率。步骤（3）中的三次精选采用浮选柱进行浮选，提高产品中的石墨品位，并提高分选效率。

经过步骤（1）和步骤（2）即可获得石墨精矿产品。步骤（3）和步骤（4）能够进一步提高分选的回收率。

具体参见图2，破碎后的石墨原矿经第一球磨机110进行一次粗磨加水搅拌制备成矿浆进入粗选浮选机100中进行一次粗选，其中，一次粗选得到的粗尾矿经第二球磨机410进行一次再磨后进入扫选浮选机200进行一段扫选得到扫选中矿和尾矿，尾矿经扫选浮选机200的尾料口210排出。粗精矿经一次再磨后进入第一浮选柱400中进行一次精选，得到第一精选矿和第一中矿；第一精选矿再经第三球磨机510进行二次再磨后进入第二浮选柱500中进行二次精选得到第二精选矿和第二中矿，第二精选矿经第四球磨机610进行三次再磨后进入第三浮选柱600中进行三次精选得到第三精选矿和第三中矿。第三精矿经第三浮选柱600的精矿排料口620排出。

进一步地，分别将扫选中矿、第一中矿、第二中矿和第三中矿合并后经第五球磨机310进行四次再磨后输送至再选浮选机300中进行再选，得到第四中矿和第五中矿，其中，第四中矿与粗精矿合并返回至第一浮选柱400，第五中矿与粗矿合并返回至粗选浮选机100。

粗选浮选机100、扫选浮选机200和再选浮选机300均选用现有技术，本实施例选用RK/FD型单槽浮选机。

第一浮选柱400、第二浮选柱500和第三浮选柱600采用相同结构的浮选柱，浮选柱结构参见图3。

参阅图3，本实施例提供的浮选柱为异径浮选柱，包括两段不同直径的筒体，分别为上筒体2和下筒体1，上筒体2的直径和长度小于下筒体1的直径和长度，上筒体2和下筒体1之间通过锥形柱体8过渡连接，下筒体1与底部的锥形底筒5连接。上筒体2、下筒体1、锥形柱体8和锥形底筒5为同轴结构。

上筒体2顶部设有收集槽3，收集槽3的底部为环设于上筒体2外壁并向一侧倾斜、光滑的斜面，倾斜的最低点设有精矿出口。

下筒体1和锥形柱体8连接处设有给料端口6，给料端口6水平延伸至筒体内。下筒体1底步设有进气端口7，进气端口7同时水平延伸至筒体内，进气端口7与给料端口6位于下筒体1的中线上。

矿浆从给料端口6进入下筒体1内；空气和起泡剂从进气端口7进入下筒体1内，并于矿浆逆向接触，在下筒体1内以实现气泡与矿浆的充分接触，气泡捕捉到矿物颗粒后，负载矿物颗粒的气泡在浮力的作用下上浮，当载矿物颗粒的气泡上升到锥形柱体8和上筒体1内时，由于运行路径变窄，筒体内液体的流量为定值，从而使得液体流速变快，导致气泡运行状态发生改变，同时，气泡之间的产生的摩擦和碰撞，导致与气泡附着力不强的脉石矿物从气泡上脱落，无法再继续向上运行，从而避免了脉石矿物颗粒被气泡夹带到精矿中的问题，提高了石墨精矿产品的固定碳含量；目标矿物颗粒继续跟随液体向上运行，溢流至收集槽3内。当载有脉石矿物颗粒的气泡运行到锥形柱体8和上筒体1时，由于运行状态的变化，脉石矿物颗粒与气泡脱附，受重力作用向下运行。起泡剂为现有技术，例如松醇油，添加量为50-250g/t。

另一方面，未能被气泡粘附的脉石矿物颗粒在重力作用下下沉进入锥形底筒5内，并从筒底的尾矿出口9作为中矿排出。

优选地，收集槽3顶部设有淋洗喷头4，当携有目标矿物的气泡溢流至上筒体1的开口处，与淋洗喷头4的喷出的冲洗水接触，冲洗水帮助溢流的泡沫尾矿顺利流向收集槽3内，同时将泡沫与目标矿物分离。再优选地，供水管上设置了电动调节阀，用于自动控制***调节淋洗水流量。

本实施例中，选取大鳞片石墨原矿，其中，固定碳含量为9.29%，原矿的化学组成主要为SiO₂、Al₂O₃、CaO、Fe₂O₃、SO₃、MgO、K₂O等。

将破碎后的原矿一次粗磨的粒度范围为-150目含量70%，石墨的单体解离度为85~89%。

一次再磨的粒度范围为-200目含量70%~100%。

二次再磨的粒度范围位-250目含量70%~100%。

三次再磨的粒度范围位-300目含量70%~100%。

四次再磨的粒度范围位-400目含量70%~100%。

经过步骤（1）-（2）得到的石墨精矿产品的品位94%，回收率85%。

经过步骤（1）-（4）后，石墨精矿产品的品位94%，回收率92%。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于第一次粗磨的粒度范围为-150目含量100%。

经过步骤（1）-（2）得到的石墨精矿产品的品位95%，回收率81%。

经过步骤（1）-（4）后，石墨精矿产品的品位95%，回收率90%。

实施例3

本实施例与实施例1区别在于石墨原矿选用隐晶质石墨块矿，固定碳含量65.33%，主要由石墨、石英、黄铁矿、云母类和长石类矿物等组成。

经过步骤（1）-（2）得到的石墨精矿产品的品位95%，回收率82%。经过步骤（1）-（4）后，石墨精矿的品位96%，回收率89%。

实施例4

本实施例与实施例1区别在于石墨原矿为细鳞片石墨块矿，固定碳含量12.69%，主要成分为石墨、石英、黄铁矿、云母类和长石类矿物等。

经过步骤（1）-（2）得到的石墨精矿产品的品位94%，回收率84%。经过步骤（1）-（4）后，石墨精矿的品位94%，回收率90%。

实施例5

本实施例与实施例1区别在于石墨原矿为晶质鳞片状石墨，固定碳含量25%。

经过步骤（1）-（2）得到的石墨精矿产品的品位95%，回收率84%。经过步骤（1）-（4）后，石墨精矿产品的品位95%，回收率89%。

实施例6

本实施例与实施例1的区别在于步骤（4）。

参阅图4，本实施例的步骤（4）中，步骤（2）得到的第一中矿（中矿1）、第二中矿（中矿2）、第三中矿（中矿3）合并步骤（3）中得到的扫选中矿（中矿0）进行四次再磨（再磨4），通过浮选机进行浮选得到第四中矿（中矿4）和第五中矿（中矿5）。第四中矿（中矿4）与粗精矿合并返回步骤（2）进行三段再磨-精选；第五中矿（中矿5）直接与步骤（1）得到的粗尾矿合并进行一段扫选。

本实施例中，经过步骤（1）-（2）得到的石墨精矿产品的品位95%，回收率83%。经过步骤（1）-（4）后，石墨精矿产品的品位95%，回收率90%。

对照例1

本对照例与实施例1的区别在于步骤（1）-（4）均使用浮选柱进行浮选，得到的石墨精矿产品的品位96%、回收率75%。

对照例2

本对照例与实施例1的区别在于步骤（1）-（4）均使用浮选机进行浮选，得到的石墨精矿产品的品位76%、回收率83%。

对照例3

本对照例与实施例1的区别在于将破碎后的原矿第一次粗磨的粒度范围为-100目含量100%。经过步骤（1）-（4）得到的石墨精矿产品的品位85%，回收率75%。

对照例4

本对照例与实施例1的区别在于，本对照例选用的浮选柱结构不同。

参阅图5，本对照例选用的浮选柱与实施例1的浮选柱的结构上的区别在于本对照例的浮选柱的筒体1为一个上下同径的柱体，其它结构与实施1的浮选柱相同。

经过步骤（1）-（2）得到的石墨精矿产品的品位79%，回收率63%。

经过步骤（1）-（4）得到的石墨精矿产品的品位80%，回收率70%。

通过上述的实施例和对照例的结果可见，本发明采用机柱联合分选的方法，将石墨精矿从解离后的石墨原矿中分选出来，且至少能够达到现有技术水平。且本发明将一套设备并结合本发明的提纯工艺应用于不同品位、不同矿型的石墨原矿中，通用性极佳，解决了现有技术石墨原矿的矿型复杂、品位高低差别较大导致提纯的设备和工艺无法通用的技术问题。

通过采用本发明的机柱联合浮选的方法，分选效率高，无需多次磨矿，只需将破碎后的石墨原矿进行粗磨后输入至浮选机中，再通过三个串联的浮选柱进行逐级分选，分选作业时间短，能耗小，即可完成石墨分选流程，具有流程短，磨矿次数小，对片状石墨的保护程度高的特点，得到的石墨精矿品位≥94%，回收率≥89%，最高能够达到92%。

综上所述，采用本发明的技术方案，将浮选柱和浮选机联合使用，并辅以粗选-精选-扫选-再选四个阶段，分别采用浮选机-浮选柱-浮选机-浮选机进行联合浮选，获得高品位、高回收率的石墨精矿产品。首先，在粗选阶段选用浮选机替代浮选柱，缩短分选流程，减少磨矿次数，以最大程度地避免磨矿对片状石墨造成的磨损和劈裂，同时减少浮选次数来降低能耗，缩短分选流程的同时提高分选效率。其次，在精选阶段选用浮选柱，提高石墨精矿的品位，且减少精选的次数，以降低损失。最后在辅以扫选和再选，将得到的扫选中矿与精选后的中矿合并进行再选，将精选阶段损失石墨精矿再次回收回来，以提高回收率。本发明采用浮选柱与浮选机联合分选法，一台浮选机和三台串联的浮选柱即可获得品位≥94%石墨精矿产品；全程仅需三台浮选机和三台浮选柱即可获得品位≥94%的石墨精矿产品，回收率≥89%。采用本发明的技术方案，设备需求量少，占地面积少，通用性高，能够适合各种石墨矿型和品位，大大降低了生产成本的投入。

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 (9)

1.一种机柱联合分选的石墨短流程提纯方法，其特征在于，采用机柱联合分选法，石墨原矿经过一段粗磨-粗选和三段再磨-精选即可获得石墨精矿产品，所述石墨精矿产品的品位≥94%；

所述一段粗磨-粗选采用粗选浮选机进行浮选；所述三段再磨-精选采用浮选柱进行浮选；

所述浮选柱为异型筒体浮选柱，包括两段不同直径的筒体，分别为上筒体和下筒体，所述上筒体的直径和长度小于所述下筒体的直径和长度；

所述上筒体和所述下筒体之间通过锥形柱体过渡连接；所述下筒体与底部的锥形底筒连接；所述上筒体、所述下筒体、所述锥形柱体和所述锥形底筒为同轴结构；

上筒体顶部设有收集槽，收集槽的底部为环设于上筒体外壁并向一侧倾斜、光滑的斜面，倾斜的最低点设有精矿出口；下筒体和锥形柱体连接处设有给料端口，给料端口水平延伸至筒体内；下筒体1底步设有进气端口，进气端口同时水平延伸至筒体内，进气端口与给料端口位于下筒体的中线上；

收集槽顶部设有淋洗喷头，当携有目标矿物的气泡溢流至上筒体的开口处，与淋洗喷头的喷出的冲洗水接触，冲洗水帮助溢流的泡沫尾矿顺利流向收集槽内，同时将泡沫与目标矿物分离。

2.根据权利要求1所述的机柱联合分选的石墨短流程提纯方法，其特征在于，所述一段粗磨-粗选包括一次粗磨-一次粗选；所述三段再磨-精选包括依次进行的一次再磨-一次精选、二次再磨-二次精选和三次再磨-三次精选；所述一次粗选采用所述粗选浮选机进行浮选；所述一次精选、所述二次精选和所述三次精选分别采用三个串联设置的所述浮选柱进行浮选。

3.根据权利要求2所述的机柱联合分选的石墨短流程提纯方法，其特征在于，所述一次粗选获得粗精矿和粗尾矿；所述粗精矿经过所述一次再磨-所述一次精选得到第一精选矿和第一中矿；所述第一精选矿经过所述二次再磨-所述二次精选得到第二精选矿和第二中矿；所述第二精选矿经过所述三次再磨-所述三次精选得到第三精选矿和第三中矿；

所述粗精矿-所述第一精选矿-所述第二精选矿依次通过三个串联设置的所述浮选柱分别进行所述一次精选、所述二次精选和所述三次精选得到所述第三精选矿，所述第三精选矿即为所述石墨精矿产品。

4.根据权利要求3所述的机柱联合分选的石墨短流程提纯方法，其特征在于，三个串联设置的所述浮选柱分别为第一浮选柱、第二浮选柱和第三浮选柱，三者结构相同；所述粗精矿-所述第一精选矿-所述第二精选矿依经过所述第一浮选柱-所述第二浮选柱-所述第三浮选柱，逐级提高精选矿的品位，得到所述石墨精矿产品。

5.根据权利要求3或4所述的机柱联合分选的石墨短流程提纯方法，其特征在于，还包括一段扫选；所述一段扫选采用扫选浮选机对所述粗尾矿进行浮选得到扫选中矿和尾矿。

6.根据权利要求5所述的机柱联合分选的石墨短流程提纯方法，其特征在于，还包括一段再磨-再选；所述一段再磨-再选将合并后的所述扫选中矿、所述第一中矿、所述第二中矿和所述第三中矿进行四次再磨后采用再选浮选机进行浮选得到第四中矿和第五中矿。

7.根据权利要求6所述的机柱联合分选的石墨短流程提纯方法，其特征在于，所述一段再磨-再选得到第四中矿和第五中矿；所述第四中矿与所述粗精矿合并后进行所述三段再磨-精选。

8.根据权利要求6所述的机柱联合分选的石墨短流程提纯方法，其特征在于，所述第五中矿返回与所述石墨原矿合并进行所述一段粗磨-粗选，或，所述第五中矿返回与所述粗尾矿合并进行所述一段扫选。

9.根据权利要求6所述的机柱联合分选的石墨短流程提纯方法，其特征在于，所述机柱联合分选法将所述粗选浮选机、所述扫选浮选机和所述再选浮选机与三台串联设置的所述浮选柱联合使用，得到的石墨精矿的品位≥94%、回收率≥89%。