某石墨礦中礦集中處理選礦新工藝研究

徐 建 平

山東乾舜礦冶科技有限公司，山東 濟(jì)南 266000

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某石墨礦中礦集中處理選礦新工藝研究

徐 建 平

山東乾舜礦冶科技有限公司，山東 濟(jì)南 266000

針對石墨選礦工藝流程存在再磨段數(shù)和精選次數(shù)多、能耗高、選礦濃度不易控制、石墨回收率低于85%等問題，流程考查表明，其主要原因是精選濃度偏高、中礦返回濃度低、精礦夾帶連生體和脈石.采用中礦濃縮后單獨再磨和中礦濃縮后返回來優(yōu)化工藝流程.在原礦石墨品位8.23%時，獲得了石墨精礦品位95.56%、回收率90.70%試驗指標(biāo).在精礦品位大于95%的情況下，回收率比原流程提高10.87%，同時，磨礦和精選次數(shù)減少，保證了“大鱗片”石墨含量.

石墨礦；選礦；中礦集中；濃縮

石墨用途廣泛，涉及了機(jī)械、電子、航空航天、文化用品等多個行業(yè).根據(jù)市場價格，按精礦品位(固定碳)石墨分為80%,85%,90%,95%四個等級，按粒級一般分為+0.3 mm,+0.18 mm,+0.15 mm,-0.15 mm四種規(guī)格，通常把+0.15 mm以上粒度稱為“正目”、 -0.15 mm以下粒度稱為“負(fù)目”.

晶質(zhì)石墨，也叫鱗片石墨，具有很好的疏水特性，故采用浮選工藝富集和提純.黑龍江多數(shù)石墨選礦廠的工藝流程為粗磨粗選、粗精礦多段再磨多次精選.為了獲得合格的石墨精礦，工藝流程不斷延長，增加再磨段數(shù)和精選次數(shù)，有的選礦廠將工藝流程延長到12段再磨、14次精選，而石墨精礦回收率和“正目”率卻降低，同時，增加了設(shè)備投資和生產(chǎn)能耗.

1 流程考查

選擇有一定代表性的某石墨選礦廠的流程進(jìn)行考查，工藝流程如圖1所示.在原礦品位為7.61%時，主要生產(chǎn)指標(biāo)：石墨精礦品位94.89%，總尾礦品位1.64%，石墨回收率79.83%.

圖1顯示的工藝流程，粗磨后，再經(jīng)6段再磨、10次精選獲得最終精礦.中礦分兩段集中返回，其中精選1～7尾礦和掃選精礦合并返回至粗磨段，精選9～10尾礦合并返回精選1.

對流程各作業(yè)取樣測其濃度列于表1.由表1可知，精選作業(yè)濃度先升后降，之后又升高，精選10作業(yè)濃度達(dá)到12.08%.在高濃度條件下，不利于石墨的精選，易造成精礦夾帶雜質(zhì)礦物，降低精礦品位，這是導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的主要原因.另一方面，中礦低濃度集中返回帶來的循環(huán)水量很大，造成精選作業(yè)選礦濃度很難控制.為了減少中礦返回的水量，后續(xù)的精選勢必高濃度選礦，這樣不利于石墨和脈石的選別分離，這也是精礦品位難以提高的原因之一.

各段精礦、掃選中礦的品位及粒度篩析結(jié)果列于表2.由表2可知，精選段石墨的富集比在流程前段較高，之后提升幅度呈下降趨勢，尤其精選8與精選7、精選10與精選9相比，品位提高不足1%.由表2精礦粒度篩析結(jié)果可知，各精礦的中間粒級，尤其-0.1 mm的含量變化不大，說明連生體依然存在于精礦中，通過再磨達(dá)到單體解離的效果不理想；而+0.3 mm含量不斷減少，說明“大鱗片”石墨在磨礦中被磨碎了.從而導(dǎo)致該細(xì)磨的沒有磨細(xì)、不該磨的卻磨細(xì)了.通過電鏡對石墨各段精礦觀查，也發(fā)現(xiàn)存在未解離的連生體，同時，精礦夾帶脈石礦物粘在石墨晶體表面.

圖1 某石墨選礦廠工藝流程圖Fig.1 The flowsheet of a graphite plant

作業(yè)名稱粗磨再磨1再磨2再磨3再磨4再磨5再磨6礦漿濃度/%61.9724.3814.5315.5918.3515.1713.53作業(yè)名稱粗選精選一精選二精選三精選四精選五精選六礦漿濃度/%12.297.707.4316.2615.8412.0410.05作業(yè)名稱精選七精選八精選九精選十礦漿濃度/%8.279.3310.9512.08

表2 各段精礦、掃選中礦的品位及篩析結(jié)果

對中礦取樣分析其品位，并測其礦漿濃度，結(jié)果列于3.由表3可知，中礦2～4的品位上下波動較大，沒有規(guī)律.說明每一段選別的條件變化較大，不利于各次精選作業(yè)對石墨的有效富集.各中礦的礦漿濃度很低，呈下降趨勢，尤其精選6，8～10中礦濃度小于1%，說明大量的循環(huán)水返回前流程，造成選礦濃度很難控制，且中礦濃度過低不利于磨礦.

表3 各段中礦取樣分析表

2 優(yōu)化選礦工藝研究

晶質(zhì)石墨可浮性很好，在浮選過程中上浮速率很快，即使是連生體也容易上浮且極易夾帶雜質(zhì)礦物.因此，再磨對提高石墨精礦品位很重要.精選前再磨一方面可起剝磨作用，使目的礦物進(jìn)一步與脈石礦物解離；另一方面可起擦洗作用，以便與雜質(zhì)礦物剝離.要達(dá)到一定磨礦效果，需要一定的磨礦濃度.從前面分析可知，中礦濃度較低，若直接返回流程前段，難以達(dá)到剝磨效果，這樣會造成大量連生體在流程中反復(fù)循環(huán)，惡化選別效果.

石墨選礦中一方面要獲得高品位的精礦，另一方面還要保證回收率，同時，還要盡量保護(hù)“大鱗片”石墨晶體.這就需要遵循高濃度磨礦、低濃度選別的原則，還要盡量減少磨礦段數(shù).在考查上述流程的基礎(chǔ)上，進(jìn)行開路流程實驗.當(dāng)粗精礦經(jīng)4段再磨、5次精選開路流程試驗時，精礦品位達(dá)到92.87%；當(dāng)粗精礦經(jīng)4段再磨、6次精選開路流程試驗時，精礦品位達(dá)到96.45%.為獲得品位高的石墨精礦，確定4段再磨和6次精選的原則流程.

閉路流程試驗中，掃選精礦及精選1～2的尾礦合并為中礦Ⅰ，精選3～6的尾礦合并為中礦Ⅱ.和現(xiàn)場流程不同的是，中礦經(jīng)處理后再返回.對于中礦Ⅰ，采用實驗型斜板盒濃密機(jī)濃縮，其底流濃度達(dá)25%，經(jīng)單獨磨礦后返回至粗選段.中礦Ⅱ經(jīng)斜板盒濃密機(jī)處理后濃度達(dá)20%，返回與粗精礦合并進(jìn)入再磨1.中礦合并濃縮后，其澄清水作為回水添加到各精選作業(yè)，使各精選作業(yè)的入選濃度易于調(diào)整，能夠?qū)崿F(xiàn)低濃度選別，有利于精礦品位提高.中礦Ⅰ濃縮后單獨再磨，可使中礦的連生體得到充分解離；中礦Ⅱ濃縮后返回再磨1，加強(qiáng)了擦洗效果.閉路試驗工藝流程見圖2，工藝流程的各作業(yè)濃度條件列于表4.

圖2 閉路試驗工藝流程圖 Fig.2 The flowsheet of close-circuit tests

作業(yè)名稱磨礦再磨1再磨2再磨3再磨4再磨5礦漿濃度/%65.0028.7022.4321.0620.1225.00作業(yè)名稱粗選精選1精選2精選3精選4精選5精選6礦漿濃度/%12.2911.309.557.685.524.282.23

按表4所列的作業(yè)濃度條件，進(jìn)行閉路試驗.在原礦石墨品位8.23%的條件下，獲得石墨精礦品位95.56%、回收率90.70%，總尾礦品位0.83%的指標(biāo).石墨精礦品位大于95%，達(dá)到了優(yōu)等品級.

將流程改進(jìn)前的選礦指標(biāo)與改進(jìn)后的試驗指標(biāo)進(jìn)行對比，結(jié)果列于表5.由表5可知，采用改進(jìn)后的工藝流程，在獲得精礦品位大于95%的情況下，回收率提高10.87%，同時，磨礦和精選次數(shù)減少，保證了“大鱗片”石墨含量.

表5 選礦指標(biāo)對比結(jié)果

通過中礦集中處理、降低精選作業(yè)濃度，優(yōu)化了工藝流程，減少了再磨段數(shù)和精選次數(shù)，減少了設(shè)備數(shù)量、節(jié)約了電耗成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益.

斜板盒濃密機(jī)體積小、占地面積小，可建設(shè)安裝在室內(nèi)，這樣解決了濃密機(jī)在冬季結(jié)冰的問題.將斜板盒濃密機(jī)用于中礦濃縮，其回水得到很好利用，達(dá)到了節(jié)能減排的目的.

本研究成果可為石墨選礦廠設(shè)計及流程改造提供參考，也為石墨選礦工藝優(yōu)化提供了一條思路.

3 結(jié) 論

針對石墨選礦廠的工藝流程存在再磨段數(shù)和精選次數(shù)較多、能耗高、選礦濃度不易控制、石墨回收率低于85%等問題，流程考查表明，其主要原因是精選濃度偏高、中礦返回濃度低、精礦夾帶連生體和脈石.采用中礦濃縮后單獨再磨和中礦濃縮后返回來優(yōu)化工藝流程.在原礦石墨品位8.23%時，獲得石墨精礦品位95.56%、回收率90.70%試驗指標(biāo)，同時，磨礦和精選次數(shù)減少，保證了“大鱗片”石墨含量.

[1] 張凌燕,邱楊率,黃雯，等.鞍山地區(qū)某石墨礦選礦試驗研究[J].非金屬礦，2011,34(5): 21-23.

[2] 岳成林.鱗片石墨大片損失規(guī)律及磨浮新工藝研究[J].中國礦業(yè)，2007，16(10):83-85.

[3] 石美佳.新疆某石墨礦選礦試驗研究[J].新疆有色金屬, 2013(4): 73-75.

Research on middling centralized treatment new process of a graphite ore

XU Jianping

ShandongQianshunMiningTechnologyCo.，Ltd.，Jinan266000，China

There are several problems of the graphite ore mineral process such as regrinding and repeated cleaning，high energy consumption，the mineral benefication concentration is difficult to be controlled，the recovery rate is less than 85%.The process test showed that the main reason is the high concentration of cleaning，the low concentration of middling returning，the concentrate entrained gangue and intergrowth. Concentrated middling regrinding and returning can be used to optimize the process.The test results showed that when the ore grade was 8.23%，the graphite concentrate grade was 95.56%, recovery was 90.70%.When the concentrate grade reached 95%，the recovery increased to 10.87% than the original process. At the same time，the numbers of regrinding and cleaning were reduced.

graphite ore；benefication；middling centralized treatment；concentrate

2015-05-11

徐建平(1966-)，男，廣東平遠(yuǎn)人，工程師，本科.

1673-9981(2015)02-0134-05

TD975.2

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