石墨中矿处理方式研究.pdf

1 8 0 有色金属 选矿部分 2 0 1 3 年增刊 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ，j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 4 ．Z 1 ．0 4 5 石墨中矿处理方式研究 彭伟军1 ’2 ，张凌燕1 ，一，李向益1 , 2 1 ．武汉理工大学资源与环境工程学院，武汉4 3 0 0 7 0 ；2 ．矿物资源加工与环境湖北省 重点实验室，武汉4 3 0 0 7 0 摘要石墨中矿处理方式主要根据中矿连生体的含量和对精矿质量要求而定，目前常见的处理方式主要有集中返 回、循序返回、单独处理、多种处理方式联合工艺等四种方式。随着石墨资源富矿、易选矿越来越少，贫矿、细矿、难选矿 的选别成为当前面临的主要问题，多种处理方式联合工艺将成为处理这类贫、杂、细石墨矿中矿的主要方式。 关键词石墨；中矿；处理方式 中图分类号T D 9 2 1文献标志码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 3 S O - 0 1 8 0 - - 0 3 石墨矿物结晶属于六方晶系，具有层状结构， 层与层之间以分子键联结，具有天然疏水性。由于 石墨具有耐高温，抗热震性，导电，导热，润滑以 及可塑性等优良性能，因而在冶金、机械、电气、 化工、纺织、国防等工业部门获得广泛应用。 由于石墨具有天然疏水性，所以工业上通常采 用浮选对其进行初步的富集提纯。为了获得高固定 碳含量的精矿，浮选一般要求一次粗选、一次扫 选、2 ～l O 次精选，由于石墨选矿工业流程比较长， 中矿量大，中矿产率一般为5 0 ％～7 0 ％，最高达 8 5 ％以上，因此中矿的处理方式对选矿回收率和精 矿固定碳含量都会产生重要影响。本文主要介绍当 前应用较为广泛地几种石墨中矿处理方法。 1 中矿集中返回 中矿集中返回是指将流程中的中矿合并集中返 回到适当的位置。中矿集中返回又包括中矿一段集 中返回、两段集中返回或者多段集中返回、中矿浓 缩再磨集中返回等。中矿集中返回的优点简化流 程，缺点是当中矿较多、中矿性质差异较大时，会 对浮选产生不良影响，如果中矿过多，容易导致浮 选液面波动较大，尾矿固定碳含量容易变高，精矿 回收率下降等。 1 ．1 一段集中返回 中矿一段集中返回就是将流程中所有中矿集中 返回到某一作业，返回的位置有粗选、粗磨、一次 精选等，具体的返回点视中矿的性质而定。中矿一 段集中返回适合处理以片麻岩型为主的地表石墨矿 砂，对最终精矿的固定碳含量提高极为有效，但是 也具有很多缺点，如工艺过程不易控制，流程波动 大。一般小型选矿厂可用一段集中返回。 潘世显E l i 对山东平度以片麻岩型矿石为主的 石墨矿石采用一次粗选、一次扫选、粗精矿三次再 磨、六次精选、中矿一段集中返回粗选作业的闭路 工艺流程，最终精矿固定碳含量为9 1 ．2 0 ％，回收 率达9 4 ．7 6 ％。 1 ．2 分段集中返回 分段集中返回一般是将低固定碳含量的中矿集 中返回到某一作业，然后再将固定碳含量较高的中 矿合并返回到另一作业。中矿分段集中返回可以根 据中矿性质和固定碳含量来确定中矿的返回地点， 有利于提高回收率，并保证最终精矿固定碳含量。 孙政元等[ 2 3 对内蒙古某低品位微细鳞片石墨 矿采用一次粗选、一次扫选、两段再磨、五次精 选、低固定碳含量中矿 扫选、一、二次精选所得 中矿 集中返回到粗选作业、高固定碳含量中矿 三次至五次精选所得中矿 合并返回到精选I 的 闭路工艺流程，获得的最终精矿固定碳含量为 8 6 ．5 5 ％，回收率达9 4 。2 0 ％。 李艳等[ 3 ] 对鲁山石墨矿选矿工艺进行研究， 中矿采用两段集中返回处理方式，即扫选，一～四 次精选的中矿集中返回粗选，五次、六次精选中矿 返回三次精选的流程，最终得到固定碳含量为 9 0 ．6 2 ％，回收率为8 8 ．11 ％的石墨精矿，效果较好。 收稿日期2 0 1 3 1 0 2 1 侄者简介彭伟军 1 9 8 8 一 ，男，硕士研究生，从事非金属矿浮选分离技术、矿物材料制备等的研究。 万方数据 2 0 1 3 年增刊彭伟军等石墨中矿处理方式研究1 8 1 刘靖[ 4 ] 对四川南江县某含晶质、微晶质和隐 晶质石墨混合类型矿采用一次粗选、一次扫选、四 次再磨、十次精选工艺流程，中矿采用两段集中返 回处理方式，即扫选、一至四次精选的中矿集中返 回粗磨，五至十次精选的中矿集中返回到二次再磨 的闭路工艺流程，获得的最终精矿固定碳含量为 8 8 ．7 2 ％，回收率为9 7 ．8 9 ％。 王新江[ 5 ] 对眉县隐晶质石墨矿采用三段磨矿， 一次粗选，一次扫选和四次精选，扫选和一次精选 的中矿集中返回到粗选，二次、三次精选的中矿合 并脱水后返回到精选I 的闭路浮选工艺流程，获得 最终石墨精矿固定碳含量为8 0 ％，回收率为8 4 ％的 技术指标。 佟红格尔等[ 6 ] 对内蒙古某地晶质石墨矿选矿 工艺进行研究，中矿采用四段集中返回方式处理即 扫选、一次精选所得中矿集中返回粗选，二次精选 中矿返回一次再磨，三、四次精选中矿集中返回二 次再磨，五、六次精选中矿返回三次再磨。最终精 矿固定碳含量为9 0 ．5 6 ％，回收率为9 0 ．2 6 ％。 2 中矿循序返回 石墨中矿循序返回包括普通循序返回、中矿隔 级循序返回等。一般对可浮性较差，又要提高回收 率的石墨矿宜采用循序返回的处理方式。普通的循 序返回就是中矿依次返回前一作业，而隔级循序返 回则是中矿不是返回前一作业，而是返回到流程中 较前面的作业。适用于石墨的可浮性较差，但又要 加强回收率的情况。由于中矿经过再选的机会少， 循序返回，大鳞片不易流失，因此回收率高。中矿 循序返回可以大大减少中矿循环，减少粗、扫选作 业的负担，有利于选矿回收率的提高。但是由于中 矿循序返回，那么它受选别的机会相应减少，由于 前部作业的贫化，以及中矿连生体较多，容易使最 终精矿固定碳含量下降。然而如果中矿含连生体较 少，矿浆浓度较低，采用循序返回的方法对提高精 矿品位和回收率是有利的。此外中矿的循序返回 时，中矿带人的水可以减少浮选作业中新鲜水的加 入，与其他返回方式相比，减轻了选矿厂浓缩脱水 负担，增加回水的利用率。 但是中矿循序返回后中矿再磨再选机会少，对 固定碳含量提高不大，因此目前石墨选矿中完全循 序返回的工艺流程较少，一般都是与其他中矿处理 方式联合使用。 邹蔚蔚[ 7 ] 对福建某低品位风化石墨矿采用粗 磨、粗选、扫选及三段再磨十一次精选，中矿 即 扫选的精矿和精选的尾矿 逐级返回到前一作业的 闭路选别流程，获得了固定碳含量8 8 ．2 1 ％，回收 率8 9 ．5 8 ％的石墨精矿。 岳成林[ 7 ] 对山东某鳞片石墨矿进行一次快速 粗选，一次粗选，三次再磨及四次精选，所有中矿 依次循序返回到前一作业的快速浮选试验流程，获 得的最终石墨精矿固定碳含量为9 1 ．8 9 ％，回收率 为9 2 ．5 2 ％。 3 中矿单独处理 中矿单独处理是将中矿合并单独进行再磨再 选，是根据不同的中矿的性质对中矿进行直接抛 尾、单独再磨再选或者直接再选处理。中矿单独处 理包括极低品位中矿直接抛尾、部分中矿作为低 品位精矿产品、中矿集中单独再选返回流程、中矿 集中再磨再选返回流程。这种方法可以减少中矿循 环量，减轻粗扫选作业的负担，有利于降低尾矿品 位，提高选矿回收率。此外，当中矿的目的矿物石 墨多与石英等脉石矿物以石墨夹杂于脉石矿物孔隙 之间、或被脉石矿物包裹和吸附的方式连生时，对 中矿进行单独的再磨再选，可以使石墨与脉石矿物 进一步单体解离，并对这部分进行有效的回收。 随着石墨矿资源不断开发利用，目前石墨矿石 呈现贫、细、杂等特点，对于这类矿石中矿单独处 理具有一定的优越性。中矿单独处理一般适用于中 矿固定碳含量低，产量大，含泥多的中矿。 宋广业[ 9 ] 对某石墨选矿中矿进行单独处理研 究，表明中矿集中再磨再选实现二次抛尾，减少中 矿量，再选精矿返回到三次再磨的中矿处理工艺与 中矿集中返回相比，精矿固定碳含量和回收率明显 提高。 4中矿多种处理方式联合工艺 由于石墨选矿流程长，中矿多，中矿性质差异 较大，因此采用多种处理方式对中矿进行联合处理 是比较合理的，这也是石墨中矿处理的一种趋势。 中矿多种方式联合处理工艺，包括中矿单独处理与 集中返回联合、中矿单独处理与部分循序返回联 合、集中返回与循序返回联合等。 马淮湘[ 1 们对冶金用石墨浮选工艺进行研究， 确定中矿的处理方式为低品位中矿 扫选、一、 二次精选所得中矿 直接抛尾处理；三、四次精选 所得中矿集中返回粗磨；五、六、七次精选所得中 万方数据 1 8 2 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年增刊 矿返回三次精选，取得较好的精矿指标。 张凌燕等[ 1 1 - 1 2 ] 对朝鲜、四川等地细粒难选石 墨进行选矿试验研究，发现对此类矿石，低品位中 矿 扫选、一至四次精选所得中矿 适合采用集中 再磨再选，再选精矿再返回流程，其他中矿集中返 回流程适当位置。这种中矿处理方式，中矿再选实 现二次抛尾，减少中矿量，同时减少难选脉石进人 流程，能有效提高最终精矿的固定碳含量和回 收率。 L iJ u n 等[ b ] 对四川坪河难选石墨矿进行选矿 工艺研究，工艺流程为矿石一次粗磨一次粗选、一 次扫选，粗精矿四次再磨五次精选，扫选、一、二 次精选中矿合并后进行一次粗选、一次精选，所得 精矿作为单独产品，而三至五次精选中矿循序返 回。这一流程的优点是中矿单独处理所得精矿不返 回开路流程，对开路流程的精矿固定碳含量影响较 小，缺点是回收率偏低。 张凌燕等[ H ] 对鞍山地区某石墨矿进行选矿试 验研究，发现低固定碳含量中矿 扫选一次～二次、 一次至四次精选所得中矿 适合采用合并脱水再磨 后进行再选，再选的精矿返回到精选I ，再选的尾 矿进行二次抛尾；高固定碳含量中矿 五次至六次 精选所得中矿 集中返回到再磨Ⅱ作业。这种中矿 处理方式实现二次抛尾，减少中矿循环量，能有效 提高最终精矿的固定碳含量和回收率。 潘嘉芬等[ 1 5 ] 对黑龙江萝北县某结晶好、杂质 含量少的石墨矿进行选矿工艺改进，发现将低固定 碳含量中矿 扫选、一次至二次精选所得中矿 集 中返回到分级，三次至六次精选所得中矿逐级循序 返回到流程适当位置。这一流程直接生产出了固定 碳含量为9 8 ％以上的高碳石墨。 5 讨论与结论 石墨浮选流程一般为多段磨矿、多次选别，流 程中会产生很多中矿。中矿一般含有大量的石墨， 若不进行返回或者处理，必将导致精矿的回收率下 降，造成资源浪费。因此对石墨中矿进行处理是石 墨选矿过程中必不可少的环节。随着石墨的用途越 来越广，需求量不断增加，石墨资源富矿、易选矿 越来越少，贫矿、细矿、难选矿的选别成为当前面 临的主要问题，多种处理方式联合工艺将成为处理 这类贫、杂、细石墨矿中矿的主要方式。 参考文献 [ 1 ] 潘世显．山东石墨矿选矿若干问题的探讨[ J ] ．非金属 矿，1 9 8 4 ，7 2 2 2 2 7 ． [ 2 ] 孙政元，贾凤梅，秦丽．内蒙古某低品位石墨矿选矿工 艺研究[ J ] ．化工矿物与加工，2 0 1 2 9 1 2 1 4 ． [ 3 ] 李艳，魏祥松，逢思宇．河南省鲁山石墨矿浮选工艺研 究E J ] ．化工矿产地质，2 0 1 1 ，3 3 1 6 1 6 4 ． [ 4 ] 刘靖．四川南江县石墨矿选矿试验研究E J ] ．非金属矿， 1 9 9 2 ，1 5 3 1 4 1 7 ． [ 5 ] 王新江．眉县隐晶质石墨选矿试验研究[ J ] - 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