高 野，周 南，程 亮，2，邵 坤，关智浩，2

(1.辽宁省地质矿产研究院有限责任公司，辽宁 沈阳 110032； 2.辽宁工程技术大学矿业学院，辽宁 阜新 123000)

石墨属于六方晶系，层状结构，层与层之间靠分子间作用力相连[1]，被广泛应用在机械、化工、冶金、国防等各个领域[2-4]，鳞片状石墨片径越大，应用价值越高。如在冶金工业中主要用于制造坩埚，冶炼有色金属和特种钢，其中制造坩埚所用石墨为大鳞片石墨，鳞片越大耐温性能越好[5-6]。传统试验精矿一般经过多段再磨再选，但这种工艺有时会使大鳞片严重破坏[7]。对黑龙江鸡西地区石墨矿进行选矿工艺研究，采用预富集工艺保护大鳞片石墨，棒磨与搅拌磨相结合的磨矿方式对石墨矿进行单体解离，使石墨精矿品位、回收率取得较好指标。

1 原矿性质

矿石主要化学成分分析结果见表1，其中固定碳含量为9.45%。显微镜下观察，矿石中石墨主要为大鳞片晶质石墨，片径介于0.04～1mm之间，而伴生矿物种类复杂，主要为长石和石英，其次为透闪石、云母、绿泥石，还有少量的黄铁矿等。大部分石墨集合体颗粒中常夹杂有细小的脉石矿物(图1)。

表1 化学成分多项分析结果

石墨粒度测定结果见表2，该矿石中＞0.147mm(+100目)的粗粒石墨含量为23.82%，石墨粒径大部分集中在0.075mm以下，石墨的粒度以细粒嵌布为主。

2 试验研究

2.1 磨矿流程试验

磨矿细度试验是各个选别试验中极为重要的一步，它的准确与否直接关系到生产中磨矿设备的选择，以及能否保证石墨矿的充分回收。石墨矿属易浮矿物，通过磨矿使其表面裸露，并与脉石矿物解离，再通过选矿药剂的作用，可实现其有效回收。因此，确定合适的磨矿细度极为重要。试验流程见图2，试验结果见表3。

图1 石墨光片

表2 石墨矿石中石墨工艺粒度测定结果

图2 磨矿细度试验流程

磨矿细度试验结果表明，随着磨矿细度的增加，精矿产率趋于下降，当磨矿细度超过-0.075mm占53.47%后，回收率不再提高，尾矿品位基本不发生变化，说明针对石墨矿一段磨矿不宜过细，石墨较软，过细磨矿泥化加重，破坏浮选环境，通过对试验结果的比较，确定一段磨矿细度-0.075mm为53.47%，粗精矿回收率为82.69%。在此基础上进行大鳞片快速浮选试验。

2.2 快速浮选大鳞片石墨精选试验

快速浮选即根据目的矿物的不同解离程度颗粒浮选速度的差异，优先将浮选速度较快的那部分颗粒浮选出来，做到早收、快收，而进入尾矿的目的矿物颗粒再用正常的选矿工艺处理，从而有助于保护部分已单体解离的大片石墨。根据试验条件，做适当调整进行快速浮选流程的考查，试验流程图见图3，试验结果见表4。

表3 磨矿细度试验结果

图3 快速浮选大鳞片石墨精选试验流程

表4 快速浮选大鳞片石墨精选试验结果

从表中的试验数据可知，石墨精矿品位为79.95%，固定碳得到有效富集。同时从浮选现象可知，快速浮选可以将部分已单体解离的大鳞片石墨优先浮选出来，并且一段磨矿时间较短，大鳞片石墨可以得到有效保护。尾矿品位为0.54%，回收率较低，因此尾矿可以直接抛除。在此基础上进行磨矿开路试验、闭路试验。

3 开路、闭路试验

在条件试验基础上进行了开路试验(图4)，通过一次快速浮选，五段磨矿，七次精选，最终获得产率为4.65%、固定碳含量为94.55%、回收率为46.80%的石墨精矿(表5)。

在开路试验基础上进行了闭路试验(图5)，选择中矿逐级返回工艺流程，最终获得产率为9.27%、固定碳含量为96.67%、回收率为94.82%的石墨精矿 (表 6)。

对精矿产品进行筛析可知，+0.147mm(+100目)粒级含量为 15.37%，该选矿流程有效保护了大鳞片石墨。

4 结论

(1)采用棒磨和搅拌磨相结合的工艺，前期采用棒磨能够增大原矿处理量，节约能耗，精选作业采用搅拌磨能够增大细鳞片石墨的单体解离度。

图4 开路试验流程

表5 开路流程试验结果

图5 闭路试验流程

表6 闭路流程试验结果

(2)采用快速浮选工艺，能够使大鳞片粗精矿中的脉石矿物减少，减少石英等粗颗粒脉石矿物对鳞片石墨的磨砺，从而起到保护鳞片的作用。

(3)通过系统闭路试验，原矿经一次粗磨，一次快速浮选精选，四次再磨，七次精选的闭路试验，最终所取得的精矿指标为：精矿产率为9.27%，固定碳品位 96.67%，回收率为 94.82%，+0.147mm(+100 目 )含量为 15.37%，大鳞片得到有效保护。