用充填式浮選機(jī)選別大鱗片石墨的研究

何琴

摘 要：在同等試驗條件下，對大鱗片石墨進(jìn)行選別，充填式浮選機(jī)的選別效果優(yōu)于普通浮選機(jī)。并且采用噴淋方式對試驗進(jìn)行補(bǔ)加水，能提高精礦的品位及回收率。在槽內(nèi)安裝了波紋板的充填式浮選機(jī)可以成為普通機(jī)械攪拌式浮選機(jī)的替代品。

關(guān)鍵詞：充填式浮選機(jī)；篩選；大鱗片石墨；研究

0 引言

鱗片石墨是一種天然顯晶質(zhì)石墨，其形狀類似于魚鱗狀，屬六方晶系，呈層狀結(jié)構(gòu)，具備較好的耐高溫、導(dǎo)熱、導(dǎo)電、潤滑以及可塑、耐酸堿性等功能。由于其具備極性礦物表面，使用中性油類捕收劑相對容易漂浮，但是石墨本身具備一定的潤滑性，所以在磨礦時很難將其與脈石礦物分離。尤其是對于一些顆粒較細(xì)的物料選別方面，使用普通的浮選機(jī)在選別效率方面存在明顯的缺陷，同時工藝的流程還非常長。為了有效的解決石墨傳統(tǒng)浮選工藝的低效率、復(fù)雜性等缺陷，本文研究一種關(guān)于充填式浮選機(jī)，并將其應(yīng)用在大鱗片石墨的選別當(dāng)中。

1 充填式浮選機(jī)選別大鱗片石墨的試驗

1.1原料

原料來源于某石墨礦原礦，品位±4.5%，粒度分布情況：+50目，產(chǎn)率62.85%，品位4.25%，分布率為59.99%； -50+80目時，產(chǎn)率12.05%，品位6.32%，分布率為17.10%； -80+100目時，產(chǎn)率5.05%，品位6.32%，分布率為7.13%；粒級為-100目時，產(chǎn)率20.05%，品位3.50%，分布率為15.78%。礦石主要的礦物質(zhì)為石墨、角閃石、斜長石以及石英石，其次為黑云母、綠泥石、石榴子石、褐鐵礦。礦石呈現(xiàn)黃岡鱗片晶體狀、片麻狀以及粉散塊狀等結(jié)構(gòu)。石墨的直徑為0.1mm至2mm，平均直徑為（1.2±0.3）mm。

1.2設(shè)備及試驗方法

本研究試驗采用XMB—70型棒磨機(jī)，棒磨機(jī)的轉(zhuǎn)動速度控制在118r/min，浮選機(jī)采用試驗室XFD型單槽浮選機(jī)，該浮選機(jī)容量為1.5L、1.0L以及0.5L三種[1]。

充填式浮選機(jī)的構(gòu)成主要是由普通浮選機(jī)當(dāng)中裝填厚度1mm的不銹鋼波紋板而成[2]。波紋板的具體大小尺寸按照浮選槽的具體容量而確定，波紋板的峰和峰之間的距離設(shè)計為10mm，峰谷和峰頂之間的距離為5mm，波紋板的波和波之間保持相互平衡，傾斜度為40°，每一波峰側(cè)面均設(shè)置直徑為4mm的小孔，此小孔作用在于循環(huán)礦漿。

在裝填之前，需要按照確定尺寸將波紋板裁剪完成，并使用細(xì)鐵絲扎成一個小捆，每一個小捆捆成8片，片和片之間波紋相互交叉[3]。因為充填式浮選機(jī)底部安裝了葉輪，中間有軸承套管進(jìn)行連接，導(dǎo)致裝填工作有一定的困難，所以底層裝填的過程中需要扎成梯形，從而降低葉輪攪拌的影響。于此同時，底部需要流出一定的孔隙，并確保礦漿旋轉(zhuǎn)和流出的空間充足性，上層高度控制需要約為低于液面[4]。

充填式浮選機(jī)選別大鱗片石墨的試驗方式主要為，按照常規(guī)試驗方式的步驟進(jìn)行試驗，每一個條件試驗都需要將充填式浮選機(jī)和普通浮選機(jī)在同樣的條件之下進(jìn)行選別結(jié)果對比。但是，為了分析加水方式對于充填式浮選機(jī)的影響，對充填式浮選機(jī)的試驗單獨進(jìn)行了噴淋水的試驗。

2 充填式浮選機(jī)和普通浮選機(jī)的試驗應(yīng)用結(jié)果對比

2.1充填式浮選機(jī)的試驗結(jié)果

充填式浮選機(jī)的流程以及試驗條件為：原礦通過磨礦、浮選進(jìn)行加工。磨礦時添加CaO 2000g/t，PH值控制在7.5至8之間。浮選添加煤油捕收劑250g/t，攪拌3分鐘之后，添加2號油起泡劑120g/t，攪拌2分鐘。

2.1.1磨礦細(xì)度試驗

礦樣的重量為500g，磨礦的濃度為50%，磨礦的時間需要按照磨礦的細(xì)度以及磨礦的時間關(guān)系進(jìn)行調(diào)整。

通過上述兩種浮選機(jī)的浮選結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，-100目含量磨到50%時，兩種選別結(jié)果無明顯差異，均可以選用，但是考慮到磨到60%時，采用普通的浮選機(jī)有著更為優(yōu)秀的浮選效果，但是此時充填式浮選機(jī)的效果更加穩(wěn)定，所以磨礦細(xì)度確定為-100目占60%。

2.1.2調(diào)整劑用量試驗

磨礦細(xì)度為-100目占60%時，其余條件相同的情況下，改變CaO的使用劑量，分別采用0g/t、1500g/t、2000g/t、2500g/t、3000g/t劑量，氧化鈣以固態(tài)的方式添加到磨機(jī)當(dāng)中。

最終試驗結(jié)果顯示，氧化鈣調(diào)整劑對于大鱗片石墨的浮選影響并不明顯，同時也并不具備明顯的規(guī)律性。但是，從整體的浮選指標(biāo)而言，充填式浮選機(jī)略高于普通浮選機(jī)。整體試驗當(dāng)中觀察到礦樣在堿性的介質(zhì)當(dāng)中沉淀速度更快，這對于后續(xù)的脫水工藝有著一定的幫助作用。對此，在實際的浮選的過程中，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)奶砑诱{(diào)整劑，并適當(dāng)調(diào)整PH值，將其控制在7.5至8最佳。

2.1.3捕收劑使用量

氧化鈣的使用劑量調(diào)整為2000g/t，在其余條件以及選別流程不改變的情況下，改變煤油捕收劑的使用量，分別調(diào)整為0g/t、125g/t、250g/t、375g/t以及500g/t。適當(dāng)?shù)奶砑用河筒妒談┠軌蛴行У牟妒帐[片，同時對于回收率的提升有一定的幫助作用。

2.1.4起泡劑使用量試驗

煤油捕收劑的使用量為250g/t，在其余條件以及流程不變的情況下，采用不同計量的起泡劑，分別采用0g/t、30g/t、60g/t、90g/t、120g/t、g/t150g/t，對比兩種浮選機(jī)在不同起泡劑使用量的情況下的性能指標(biāo)。

可以發(fā)現(xiàn)，2#油用量對于浮選結(jié)果有一定程度的影響，同時會隨著起泡劑的使用量而提升浮選效果，產(chǎn)率隨之提升，品位會隨之下降，同時回收率也會逐漸下降。在藥劑使用量比較少的情況下，充填式浮選機(jī)的效果顯著優(yōu)于普通的懸浮機(jī)，但是在用量提高到一定程度之后，因為泡沫較多同時呈現(xiàn)粘稠性，捕收劑的使用性能逐漸下降，很容易價帶脈石礦物上浮，從而實現(xiàn)提升產(chǎn)品，降低精礦的品位，兩種選別指標(biāo)在起泡劑用量方面的優(yōu)劣勢不明顯，但是整體而言起泡劑的使用量應(yīng)當(dāng)控制在60g/t最佳。

2.1.5加水試驗

充填式浮選機(jī)因為機(jī)體內(nèi)充填了波紋板，所以液面不容易看清，在充氣浮選的過程中，整體液面彌漫著大量的泡沫，葉輪攪拌過程中對于表面泡沫層的影響并不明顯。所以，擬定以噴淋的方式進(jìn)行補(bǔ)加水試驗，也就是在浮選機(jī)上方選擇合適的位置放置一個蓄水桶，并采用乳膠管連接一側(cè)的噴頭，膠管中間采用螺絲隨時控制水的流量，噴淋水量需要按照浮選的總時間以及每分鐘的流量進(jìn)行計算，并將總的用水量放入預(yù)先做了標(biāo)記蓄水瓶當(dāng)中?？掌慨?dāng)中應(yīng)當(dāng)預(yù)先存入一定含量的底水，從而適當(dāng)?shù)恼{(diào)高水面，確保計算水量的時候有相對穩(wěn)定的壓力存在。標(biāo)記和底水水平面需要貼近，噴淋的過程中應(yīng)當(dāng)按照浮選現(xiàn)場的實際狀況適當(dāng)添加，整體的原則是計算的總水量需要根據(jù)適當(dāng)情況進(jìn)行調(diào)整，但是噴淋水的過程中應(yīng)當(dāng)盡可能確保噴淋水平均噴灑在液面之上。

試驗過程中，起泡劑采用60g/t，其余條件和流程不變，變化噴淋的水量，分別控制為80ml/min、120ml/min、160ml/min、200ml/min以及240ml/min。最終結(jié)果顯示，噴淋補(bǔ)水的加水量以及加水方式對于選別的結(jié)果指標(biāo)有一定程度的影響。加水量過低，液面無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致回收率下降。如果加水量過多，容易導(dǎo)致液面過高出現(xiàn)滲流的現(xiàn)象，從而不利于有用礦物的二次富集，導(dǎo)致精礦的品位下降。如果水量過小，會導(dǎo)致無法形成有力的網(wǎng)狀噴淋作用，導(dǎo)致上浮的脈石礦物無法沖出，只有水量適當(dāng)?shù)那闆r下，同時合理掌握水流的速度并且確保噴灑的均勻性，才可以有效的控制產(chǎn)率的大小，并且提升精礦品位以及回收率。一般情況下，補(bǔ)水量應(yīng)當(dāng)控制在再160至180ml/min最佳。

3 充填式浮選機(jī)在大鱗片石墨選別中的原理探討

充填式浮選機(jī)在大鱗片石墨選別中的應(yīng)用原理主要有四個方面：①充填式浮選機(jī)因為在槽內(nèi)安裝了波紋板，同時板的波紋構(gòu)成了一系列的相互交叉曲折的流通通道，在這樣的等高浮選槽內(nèi)進(jìn)行浮選，類似于更換了一個更高了槽體，延長了礦粒的上升距離，促使疏水性礦粒和親水性礦粒能夠更好的實現(xiàn)分選，分選更加合理[5]；②扎成小捆的波紋板位置是在葉輪的上方，會占到30mm左右的空間，這也就相當(dāng)于縮短了空間，在葉輪轉(zhuǎn)速不變的情況下，提升了攪拌的強(qiáng)度，并且促使槽內(nèi)不存在攪拌的死角。因為浮選機(jī)葉輪的轉(zhuǎn)動周期和充氣量有直接關(guān)系，所以在同等條件之下，相當(dāng)于提升了礦漿的充氣量，礦漿更加分散，礦物和藥物能夠更好的融合；③強(qiáng)化了浮選槽礦漿混合區(qū)的穩(wěn)定性，有利于使用礦物的二次富集。充填式浮選機(jī)內(nèi)應(yīng)當(dāng)盡可能攪拌力相對較強(qiáng)，但是因為安裝了填料，礦漿上升到了混合區(qū)之后，氣泡伴隨礦粒沿著波紋板的波紋相互交叉形成曲折的上升通道，相對而言更加有序，利于礦物的二次聚集；④狹長的曲折通道有利于礦物和脈石礦物分離。浮選充氣的過程中會產(chǎn)生大量的細(xì)小且均勻的氣泡，同時氣泡會攜帶礦粒沿著波紋板的通道旋轉(zhuǎn)性的上升，在上升過程中還會經(jīng)過每一填料板上的循環(huán)孔實現(xiàn)循環(huán)作用。這對于夾帶上浮吸附不牢固的脈石礦物以及連生體礦物而言，相對于是經(jīng)過了一層篩選，再加上補(bǔ)水的噴淋，可以將部分的脈石礦物沖洗掉，從而提升精礦的品位。

4 總結(jié)

綜上所述，充填式浮選機(jī)在大鱗片石墨選別方面有著顯著的優(yōu)勢，不僅能夠顯著的提升選別的整體品質(zhì)，能夠基本實現(xiàn)自動化、智能化選別生產(chǎn)，再加上信息化技術(shù)的快速發(fā)展，未來充填式浮選機(jī)必然能實現(xiàn)零人工干預(yù)的大鱗片石墨選別工作。通過研究總結(jié)出以下三個關(guān)于充填式浮選機(jī)的結(jié)論：①充填式浮選機(jī)可以顯著提升鱗片石墨的質(zhì)量以及回收率，同時在早收、快收方面有著明顯的作用，其相對于普通浮選機(jī)有著顯著的優(yōu)勢和特點。在同樣的條件之下，能夠使選別品位提升0.26%，同時回收率能夠提升2.95%，經(jīng)濟(jì)效益顯著；②充填式浮選機(jī)的改造并不是非常復(fù)雜，只需要預(yù)先計算充填料的尺寸，并扎成一小捆，借助設(shè)備檢修時間便可以安裝完成，假設(shè)裝填不合適則可以重新調(diào)整；③充填式浮選機(jī)技術(shù)的成果已經(jīng)可以成為機(jī)械攪拌式浮選機(jī)的替代產(chǎn)品，但是不銹鋼波紋板的制作成本高，長時間之后會出現(xiàn)結(jié)垢和磨損，所以需要定期進(jìn)行清洗或者更換。

參考文獻(xiàn)：

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