岳成林

(山东理工大学资源与环境工程学院，山东 淄博 255049)

提高鳞片石墨大片产率的浮选试验研究

岳成林

(山东理工大学资源与环境工程学院，山东 淄博 255049)

本研究的目的是在现行常规工艺的基础上进一步提高鳞片石墨的大片产率。提高鳞片石墨大片产率的关键是降低选矿过程中已经单体解离石墨片的破坏率。现行工艺对于保护石墨大片效果显著，但仍存在已单体解离石墨片被过磨破坏的问题；针对此问题，本文提出了利用浮选速度差异提高鳞片石墨大片产率的研究新思路并据此提出了鳞片石墨浮选新工艺。通过新工艺和常规工艺的试验对比，发现新工艺能够使石墨精矿+50目产率提高12.33%，+100目产率提高6.63%；同时，石墨精矿的回收率和品位也得到提高。本研究试验数据可为提高鳞片石墨大片产率的生产实践提供一定的参考依据。

鳞片石墨；石墨大片；大片保护；浮选新工艺

作为一种很重要的非金属工业矿物，鳞片石墨广泛应用于机械、冶金、耐火材料、化工等国民经济部门；近年来，鳞片石墨的应用领域不断扩大，是移动通讯、新能源汽车、航空航天、军工等高科技行业不可缺少的工业原料；但是另一方面，鳞片石墨，特别是优质大鳞片石墨，作为一种天然矿物资源具有稀缺性和不可再生性。虽然我国石墨储量位居世界第一位，但大片石墨储量已经下降至不足500万t[1]；因此如何在选矿过程中保护石墨大片，提高大片产率，是一个重要研究课题。

自从改革开放以来，经过众多石墨选矿工作者的努力，我国石墨大片保护技术水平有了显著提高[2-3]；在这个基础上，本试验研究试图探索新的进一步提高大片产率的有效途径。

本研究使用的矿样取自山东某鳞片石墨矿，主要有用矿物为鳞片石墨，经分析原矿样石墨品位为4.32%，主要脉石矿物是斜长石，石英及透辉石。原矿矿样粒度为0～250mm，用破碎机破碎至0～2mm，作为本研究用样。

1 石墨大片保护的现状和新思路

1.1 大片保护的历史演变和现状

为了保护石墨大片，现在的石墨选矿都采用一段粗磨，粗精矿再经过多段再磨，多次精选的磨浮工艺。这种工艺最早来自前苏联。早期的石墨选矿工艺很复杂，再磨段数多在4～6段，精选次数多在5～8次，并且每次再磨前多用水力旋流器浓缩和分级。后来，有人研究发现旋流器、砂泵组合不仅起不到保护大片的作用，反而导致石墨大片破坏严重[2]；因此现在的石墨选矿一般不再使用旋流器。另一方面是对再磨工艺的改进。研究发现，过多的再磨段数对于提高大片产率效果不明显，只是增加了选矿工艺的复杂程度和选矿成本[4]；因此现在的再磨段数一般减少至3～4段。经过这些改进就形成了现行的石墨主流磨浮工艺，即一段粗磨，粗精矿再经过3～4段再磨，4～6次精选。生产实践证明这种磨浮工艺对于提高大片产率效果显著，并且生产成本低。

1.2 大片保护新思路

鳞片石墨选矿的原则是在保证最终精矿品位达到中炭石墨要求的前提下，尽可能提高精矿大片产率。现行常规工艺是在这个原则指导下，经过多次改进后形成的；要在这个基础上进一步提高大片产率，需要新思路，需要从根本上思考提高大片产率的新途径。

要提高精矿大片产率，就需要降低选矿过程中石墨大片的破坏率。石墨大片破坏有两种情况：① 连生体石墨片通过再磨被破坏。这种情况是为了解离连生体石墨片不得不付出的代价，是在目前磨矿技术水平下不可避免的；② 单体石墨片通过再磨被破坏。这种情况是完全不合理的，应该尽可能避免。要避免石墨单体被过磨破坏，根本办法是避免其进入再磨。原矿经过一段粗磨即有相当一部分石墨片已经单体解离，现行工艺是将这部分石墨单体与连生体混合在一起进入多段再磨；这就导致大量石墨单体片被过磨破坏，从而降低了最终精矿的大片产率。如果我们能够将粗磨后得到的石墨单体分离出来，这部分单体不再需要再磨，或者仅需要一段再磨；这样就可以大幅降低单体石墨片被过磨破坏的可能性，从而达到提高大片产率的目的。

我们可以利用石墨单体和连生体的浮选速度差异将它们分离开来。鳞片石墨天然可浮性很好，其单体和连生体都具可浮性；但其浮选速度不同：石墨单体的浮选速度大，需要的浮选时间短；连生体浮选速度慢，需要的浮选时间长，连生体中脉石含量越大，需要的浮选时间越长。利用这种浮选速度差异，只要严格控制浮选时间就可以实现单体和连生体的分离。

有了上述提高大片产率的新思路、新途径，下面就需要通过试验研究证明其可行性。

2 试验研究

2.1 常规工艺

通过初步试验确定鳞片石墨的常规磨浮工艺，见图1。常规工艺采用原矿经过一段粗磨、粗选，粗选尾矿再经过一次扫选得到最终尾矿；粗精矿再经过三段再磨，四次精选的试验流程。

通过开路试验确定常规工艺试验的各项试验参数。试验采用的药剂制度为：煤油220g/t；2号油90g/t；石灰(加入到粗磨机)4.5千g/t。浮选各作业浮选时间为：粗选6min、扫选8min、一精5min、二精6min、三精5min、四精4min。

图1 鳞片石墨常规磨浮工艺试验流程

2.2 新工艺

在常规工艺的基础上，根据提高大片产率的新思路，得到鳞片石墨磨浮新工艺，如图2所示。新工艺将常规工艺的一次粗选分拆成两次粗选：粗选I和粗选II。粗选I的目的是将经过一段粗磨后得到的已经单体解离的石墨片分离出来；粗选II的目的则是分离出未单体解离的连生体石墨片。粗选I的精矿不需要经过第一段和第二段再磨，而是直接进入第三段再磨；这样单体石墨片新工艺比常规工艺减少两次再磨，从而大幅降低单体石墨大片被过磨破坏的可能性。

新工艺的粗选时间是关键工艺参数，经过初步试验确定粗选时间为：粗选I，2min；粗选II，5min。其它作业浮选时间与常规工艺相同。新工艺的药剂制度与常规工艺相同。

2.3 试验结果及结果分析

使用上面确定的试验参数，分别进行常规工艺和新工艺闭路试验，试验流程分别见图1和图2。常规工艺和新工艺选矿指标对比示于表1，最终精矿大片产率对比见表2。

图2 鳞片石墨磨浮新工艺试验流程

表1 选矿指标对比/%

浮选工艺产品名称产率品位回收率常规工艺精矿4．2190．5888．25尾矿95．790．5311．75原矿100．004．32100．00新工艺精矿4．4091．2492．93尾矿95．600．327．07原矿100．004．32100．00

从表1可以看出，新工艺与常规工艺相比，石墨精矿品位略有提高，提高了0.66%；新工艺对于提高石墨精矿回收率效果显著：新工艺精矿回收率从常规工艺的88.25%提高到92.93%，提高了4.68%。

表2 石墨精矿大片产率对比/%

表2显示，新工艺对于提高石墨大片产率效果非常显著。新工艺和常规工艺精矿+50目产率分别为30.39%和18.06%，新工艺比常规工艺提高12.33%；同时，-50+100目产率则提高了6.63%。

3 结语

在选矿过程中保护石墨大片，提高大片产率一直都是石墨选矿的一个重要研究课题；在我国优质大片石墨资源越来越少的今天，这个研究课题更是具有紧迫性。

本文提出利用浮选速度差异提高大片产率的新思路，并据此提出鳞片石墨磨浮新工艺。试验证明：在保证最终石墨精矿品位和回收率都有所提高的情况下，新工艺能够显著提高石墨精矿大片产率。通过使用新工艺，石墨精矿+50目和+100目产率分别提高了12.33%和6.63%。

[1] 尹丽文.世界石墨资源开发利用现状[J].国土资源情报，2011(6)：29-32.

[2] 程忠理，刘敬国.南墅石墨矿选矿工艺改进探讨[J].非金属矿，1995(5)：21-23.

[3] 谢朝学.保护大鳞片石墨选矿的研究[J].中国非金属矿工业导刊，2005(1)：29-32.

[4] 岳成林.鳞片石墨再磨工艺改进研究[J].化工矿物与加工，2001(8)：8-10.

Research on the increasing production of big scale graphite

YUE Cheng-lin

(Institute of Resource and Environment,Shandong University of Technology，Zibo 255049，China)

This paper is aiming at increasing the big scale graphite production of the current graphite flotation technology.The key to higher big scale production is to decrease losses of liberated graphite scales in the process.The current flotation technology can protect big scales effectively, but it still has the defect of liberated big scale losses due to overgrinding.To overcome this shortcoming, this paper has proposed a new idea of exploiting the flotation speed difference to increase the production of big scale graphite, and proposed a new flotation technology accordingly.It is found that the new technology can increase the production of plus mesh 50 and plus mesh 100 in the graphite concentrate by 12.33% and 6.63% respectively, comparing with current technology.The new technology can also increase the recovery and grade of the concentrate.The test data can provide some reference for the flotation practice of scale graphite to increase production of big scale graphite.

scale graphite； big scale graphite；big scale graphite protection； new flotation technology

2014-05-28

岳成林，男，山东日照人，副教授，研究方向为非金属选矿。

TD975.2

A

1004-4051(2015)03-0128-03