石墨選礦大鱗片保護(hù)技術(shù)應(yīng)用與實(shí)踐——張凌燕

1、石墨選礦大鱗片保護(hù)技術(shù)應(yīng)用與實(shí)踐石墨選礦大鱗片保護(hù)技術(shù)應(yīng)用與實(shí)踐張凌燕 教授武漢理工大學(xué)大鱗片石墨分類大鱗片石墨分類原礦中大鱗片含量測(cè)定原礦中大鱗片含量測(cè)定國(guó)內(nèi)外大鱗片石墨資源國(guó)內(nèi)外大鱗片石墨資源大鱗片石墨選礦工藝介紹大鱗片石墨選礦工藝介紹實(shí)驗(yàn)室大鱗片石墨選礦案例實(shí)驗(yàn)室大鱗片石墨選礦案例總結(jié)總結(jié)1.大鱗片石墨分類大鱗片石墨：+20目(0.8mm)+50目(0.3mm) +80目(0.18mm) +100目（0.074mm） 100目（0.074mm）為細(xì)鱗片石墨 400目（0.038mm）為微細(xì)鱗片石墨圖1 大鱗片石墨1 / 15晶質(zhì)石墨按鱗片大小分類晶質(zhì)石墨按鱗片大小分類2.原礦大鱗片石墨含

2、量測(cè)定粒級(jí)/mm（/目）按顆粒數(shù)計(jì)算按分布率計(jì)算線測(cè)顆粒數(shù)/n顆粒數(shù)百分比/%分布率/%累積分布率/%+1.190(+14)41.3327.2027.20-1.190+1.000(-14+18)41.3313.6040.80-1.000+0.850(-18+20)72.3311.9052.70-0.850+0.600(-20+30)196.3116.1568.85-0.600+0.425(-30+40)3511.6314.8783.72-0.425+0.300(-40+50)4615.289.7793.50-0.300+0.250(-50+60)268.642.7696.26-0.250+0.

3、180(-60+80)3912.962.0798.33-0.180+0.150(-80+100)206.640.5398.86-0.150+0.075(-100+200)7023.260.9399.79-0.075(-200)3110.300.21100.00總計(jì)301100.00 原礦中大鱗片石墨含量的測(cè)定可通過(guò)兩種方法：一是通過(guò)顯微鏡鏡下統(tǒng)計(jì)石墨鱗片尺寸，大致了解大鱗片分布。二是酸浸浮選聯(lián)合法。 顯微鏡法原礦塊樣磨制成光片，在光學(xué)顯微鏡下觀察，利用線測(cè)法，統(tǒng)計(jì)原礦中大鱗片的尺寸及其個(gè)數(shù)，以某地石墨礦石鏡下統(tǒng)計(jì)結(jié)果為例。表1 線測(cè)法統(tǒng)計(jì)石墨嵌布粒度特征2 / 152.原礦大鱗片石墨含量測(cè)定

4、原礦酸浸浮選聯(lián)合法石墨原礦混酸80、8h產(chǎn)物洗滌浮選產(chǎn)物分級(jí)固定碳測(cè)試原 礦混酸酸 浸煤油2#油浮 選精 礦尾 礦分 級(jí)各粒級(jí)產(chǎn)物圖2 酸浸浮選試驗(yàn)流程3 / 153. 大鱗片資源狀況大鱗片資源狀況n 1、國(guó)內(nèi)大鱗片資源、國(guó)內(nèi)大鱗片資源山西大同：山西大同：資源量資源量2822萬(wàn)噸，原礦品位較低，平均萬(wàn)噸，原礦品位較低，平均3.7%，屬中細(xì)鱗，屬中細(xì)鱗 片，開發(fā)片，開發(fā)力度較低力度較低湖北宜昌：湖北宜昌：資源量資源量205.9萬(wàn)噸，原礦品位較高，約萬(wàn)噸，原礦品位較高，約9%13%，已開發(fā)較深入，已開發(fā)較深入內(nèi)蒙古興和：內(nèi)蒙古興和：資源量資源量3735萬(wàn)噸萬(wàn)噸 ，原礦品位平均，原礦品位平均4.1%

5、，已開發(fā)較深入，已開發(fā)較深入河北赤城：河北赤城：資源量資源量3000萬(wàn)噸，品位萬(wàn)噸，品位3%7%黑龍江雞西麻山：黑龍江雞西麻山：資源量資源量4880萬(wàn)噸，品位萬(wàn)噸，品位6%15%，已開發(fā)，已開發(fā)內(nèi)蒙古阿拉善：內(nèi)蒙古阿拉善：資源量大，礦物量資源量大，礦物量700萬(wàn)噸，原礦品位萬(wàn)噸，原礦品位5%左右，待開發(fā)左右，待開發(fā) 2、國(guó)外大鱗片資源、國(guó)外大鱗片資源馬達(dá)加斯加：馬達(dá)加斯加：有記載礦物量有記載礦物量94萬(wàn)噸，目前已發(fā)現(xiàn)據(jù)估計(jì)超億噸礦物量，品位較萬(wàn)噸，目前已發(fā)現(xiàn)據(jù)估計(jì)超億噸礦物量，品位較高，大鱗片率極高，處于詳查階段，中資企業(yè)介入。高，大鱗片率極高，處于詳查階段，中資企業(yè)介入。莫桑比克：莫桑比克：

6、資源量大，礦物量超千萬(wàn)噸，品位較高資源量大，礦物量超千萬(wàn)噸，品位較高7%14%，大鱗片率極高，大鱗片率極高，部分地區(qū)已完成詳查，目前外國(guó)公司介入部分礦區(qū)。部分地區(qū)已完成詳查，目前外國(guó)公司介入部分礦區(qū)。坦桑尼亞：坦桑尼亞：資源量較大，礦物量資源量較大，礦物量超千萬(wàn)超千萬(wàn)噸，品位較高噸，品位較高9%12%，大鱗片率極高，大鱗片率極高，已有中資企業(yè)介入。，已有中資企業(yè)介入。Page 64 / 154.大鱗片石墨選礦工藝介紹大鱗片石墨相較于細(xì)鱗片石墨在應(yīng)用和市場(chǎng)方面具有較大優(yōu)勢(shì)，同樣品位的大鱗片石墨價(jià)格是細(xì)鱗片石墨的數(shù)倍。制造坩堝及膨脹石墨等必須使用大鱗片石墨。在石墨烯的制備原料中，大鱗片石墨制備的石

7、墨烯具有無(wú)可比擬的優(yōu)良性質(zhì)。此外，石墨鱗片越大，摩擦系數(shù)越低，潤(rùn)滑性越好等。大鱗片石墨浮選工藝流程一般具有如下特點(diǎn)：1、階段磨礦階段浮選；2、多次精選；3、采用磨礦強(qiáng)度不大的磨機(jī)；4、盡早分離出高品位的大鱗片石墨。5/ 154.大鱗片石墨選礦工藝介紹選礦工藝快速浮選法利用已解離的大鱗片石墨浮選速度較快的特點(diǎn)，盡可能快的將該部分回收，避免其進(jìn)入后續(xù)工藝，實(shí)現(xiàn)及時(shí)浮出、先行早收。分級(jí)磨浮工藝避免大鱗片石墨被過(guò)多高強(qiáng)度的磨剝作用，分級(jí)使細(xì)鱗片石墨單獨(dú)進(jìn)行磨剝，有利于浮選，從而在保護(hù)石墨鱗片的同時(shí)，提高其精礦品位。分支浮選法（主要針對(duì)低品位石墨礦粗選流程）通過(guò)人為地提高入選品位及大鱗片含量，使藥劑得到

8、充分利用，前一支流程的精礦泡沫有利于大鱗片石墨的上浮。6 / 154.大鱗片石墨選礦工藝介紹磨礦介質(zhì)棒磨鋼棒與物料接觸方式以線接觸為主，強(qiáng)化磨剝作用，有利于大鱗片石墨的解離與保護(hù)，但是部分石墨礦石雜質(zhì)僅僅采用棒磨最終精礦固定碳含量難以提高。其他介質(zhì)短鋼柱、筒棒等，介于球與棒之間，一定程度上改善球球點(diǎn)接觸為短棒柱間線接觸，強(qiáng)化磨剝作用。球磨磨礦過(guò)程中鋼球的沖擊和研磨作用，有利于石墨與其他脈石礦物的解離，浮選石墨精礦固定碳含量提高，沖擊作用對(duì)于大鱗片石墨會(huì)有較大程度的損傷。7 / 155.大鱗片石墨選礦案例1.1 礦樣來(lái)源1.2 原礦性質(zhì)l 宜昌礦、興山礦：Si、Al、Fe的含量高，固定碳含量較低

9、，均只有6%左右。其中金昌石墨礦的Mg、Ca含量均高于興山石墨礦。l 坦桑尼亞石墨礦特點(diǎn)是Si 、Al、Fe含量均較高，但是其Al含量相較于宜昌兩處石墨礦較低，Al2O3含量?jī)H有8%左右。其固定碳含量較高，達(dá)到了18%左右。l 莫桑比克石墨礦的特點(diǎn)是Si 、Al含量高（Al2O3 5.51%），F(xiàn)e、K含量均較低，固定碳含量達(dá)到了17%?；瘜W(xué)成分宜昌石墨礦石、湖北興山石墨礦石、坦桑尼亞以及莫桑比克大鱗片石墨礦為例，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室選礦試驗(yàn)研究，對(duì)這四種礦樣進(jìn)行對(duì)比。8 / 15金昌與興山石墨礦原礦中石墨含量均約為6%，含有大量的脈石礦物包括石英，云母類，少量的黃鐵礦及長(zhǎng)石等。坦桑尼亞石墨礦原礦中石墨

10、含量約為15%，主要脈石礦物為石英，少量的長(zhǎng)石類、高嶺石類等。莫桑比克石墨礦原礦中石墨含量約為10%左右，主要脈石礦物為石英、長(zhǎng)石類、黑云母等。礦物組成嵌布粒度特征金昌石墨礦原礦中+0.15mm石墨鱗片分布率達(dá)到了42.87%，磨礦細(xì)度達(dá)到-0.062mm，可實(shí)現(xiàn)單體解離，但不利于大鱗片的保護(hù)。坦桑尼亞石墨礦原礦中+0.150mm石墨鱗片分布率達(dá)到了99%，磨礦細(xì)度達(dá)到-0.300mm，可實(shí)現(xiàn)較好的單體解離。莫桑比克石墨礦原礦在顯微鏡下分析結(jié)果與坦桑尼亞石墨礦類似，當(dāng)磨礦細(xì)度達(dá)到-0.300mm時(shí)可使石墨達(dá)到較好的單體解離。9/ 15原礦酸浸浮選對(duì)金昌石墨礦及興山石墨礦采用酸浸浮選試驗(yàn)效果并不

11、明顯，原因可能在于這兩處石墨礦原礦中石墨鱗片較小，石墨含量較低。表2 坦桑尼亞石墨礦石墨嵌布粒度粒級(jí)/m產(chǎn)率/ %TGC/%+85010.1961.07-850+30032.4841.58-300+18036.3135.98-180+1507.6430.71-15013.3840.81表3 莫桑比克石墨礦石墨嵌布粒度粒級(jí)/m產(chǎn)率/ %TGC/%+8508.8288.89-850+30033.8282.11-300+18044.1289.80-180+1504.4183.93-1508.8267.83由以上結(jié)果可知，宜昌地區(qū)石墨礦相對(duì)于國(guó)外礦石，其鱗片較小，大鱗片含量較低，針對(duì)該種石墨礦進(jìn)行選礦

12、試驗(yàn)研究，需要做到盡量回收其中的大鱗片；而針對(duì)國(guó)外石墨礦石，需做到盡可能保護(hù)大鱗片石墨。而國(guó)外兩種礦石酸浸浮選結(jié)果顯示，莫桑比克石墨礦要優(yōu)于坦桑尼亞石墨礦，坦桑尼亞石墨礦中石墨鱗片包含著更多的脈石礦物，直接酸浸浮選難以使其固定碳含量提高。10 / 155.實(shí)驗(yàn)室大鱗片石墨選礦案例1.3 金昌石墨礦選礦試驗(yàn)研究u 試驗(yàn)中進(jìn)行了分支浮選法與傳統(tǒng)浮選法的對(duì)比試驗(yàn)，最終結(jié)果顯示分支浮選發(fā)效果不佳，不予采用。u 通過(guò)開路試驗(yàn)研究確定了最終的開路試驗(yàn)流程如右圖所示u 最終石墨精礦固定碳含量在90%以上，且+0.150mm大鱗片石墨回收率達(dá)到了23%，效果相較于傳統(tǒng)的磨浮工藝及分級(jí)工藝均有所提高，采用了分級(jí)

13、磨浮工藝，最終指標(biāo)較好。粗 選原礦 煤油 500g/t 3 2 油 75g/t 3 石灰 2000g/t 3# 煤油 250g/t 3# 2 油 60g/t 3再磨80s 煤油 200g/t 3 2 油 45g/t 3#分 級(jí)+0.18mm-0.18mm 分 級(jí) K1+ +0.15mm再磨 煤油 150g/t 3 2 油 30g/t 3#精 選精 選100s -0.15mm2 再磨 再磨 煤油 150g/t 3 2 油 30g/t 3# 煤油 100g/t 3 2 油 30g/t 3#精 選精 選5min6min K-8尾礦掃 選 煤油 200g/t 3# 2 油 60g/t 3713 煤油

14、150g/t 3 2 油 30g/t 3#精 選 再磨 再磨 煤油 150g/t 3#精 選 煤油 150g/t 3 2 油 30g/t 3#120s120s 2 油 30g/t 3精 選 分 級(jí)+0.15mm K2+456精 選圖3 分級(jí)磨浮試驗(yàn)流程11/ 155.實(shí)驗(yàn)室大鱗片石墨選礦案例1.4 興山石墨礦選礦試驗(yàn)研究u 興山石墨礦主要針對(duì)再磨采用的磨礦介質(zhì)進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，最終結(jié)果顯示再磨采用棒磨，再磨、均需采用球磨。u 再磨采用棒磨有利于保護(hù)大部分石墨鱗片不受脈石礦物的破壞，精礦品位提高之后，需采用球磨使其中的脈石礦物與石墨達(dá)到解離，有利于最終精礦固定碳含量的提高。煤 油2# 油100 g

15、/t37.5g/t 尾 礦中 礦1掃 選生石灰煤 油2# 油2000g/t300g/t 原 礦 -0.15mm 51.79%75g/t 中 礦2再磨棒磨4精 選 中 礦3再磨球磨精 選 中 礦4再磨球磨精 選再磨球磨精 選 中 礦6精 選精 礦334 中 礦5再磨球磨4固定碳96.49%，回收率53.72%。精礦中+0.015mm粒級(jí)含量25.46%圖4 興山石墨礦選礦試驗(yàn)流程12 / 151.5 坦桑尼亞石墨礦選礦試驗(yàn)研究u 坦桑尼亞石墨礦采用優(yōu)先分級(jí)分離大鱗片石墨，避免受到后續(xù)再磨，再針對(duì)分級(jí)細(xì)粒級(jí)進(jìn)行多次磨浮，達(dá)到提高其固定碳含量的方案。u 三次精礦篩分分級(jí)，控制粒度分別為0.850mm

16、、0.300mm以及0.150mm 最終精礦中，+0.850mm粒級(jí)含量2.30%，固定碳91.87%，-0.850+0.300mm粒級(jí)含量18.96%，固定碳93.50%，-0.300+0.150mm粒級(jí)含量46.35%，固定碳93.52%，-0.150mm粒級(jí)含量32.39%，固定碳93.68%。生石灰煤 油2#油2400 g/t 3435.2 g/t 3313.6 g/t 3-0.180mm 45.92%煤 油2#油217.6 g/t 3156.8 g/t 32再磨原 礦粗 選精 選尾 礦中礦1煤 油2#油174.08 g/t 3117.6 g/t 3中礦2煤 油2#油130.56 g/

17、t 378.4 g/t 3中礦3煤 油2#油87.04 g/t 339.2 g/t 37再磨精 選煤 油2#油174.08 g/t 3117.6 g/t 35再磨精 選中礦74再磨5再磨精 選精 選煤 油2#油87.04 g/t 339.2 g/t 3中礦4煤 油2#油174.08 g/t 3117.6 g/t 3中礦55再磨7再磨精 選精 選煤 油2#油130.56 g/t 378.4 g/t 37再磨精 選中礦6+0.300 mm分 級(jí)-0.300 mm精礦2+0.850 mm-0.850 mm分 級(jí)精礦1+0.150 mm分 級(jí)-0.150 mm精礦37再磨精 選中礦9中礦8精 選中礦1

18、0精礦4煤 油2#油174.08 g/t 3117.6 g/t 3圖5 坦桑尼亞石墨礦選礦試驗(yàn)流程13/ 151.6 莫桑比克石墨礦選礦試驗(yàn)研究u 工藝礦物學(xué)研究結(jié)果表明莫桑比克石墨礦屬于優(yōu)質(zhì)大鱗片石墨礦石，對(duì)其進(jìn)行的選礦試驗(yàn)研究結(jié)果也驗(yàn)證了該結(jié)論。u 該礦石只需經(jīng)過(guò)一次粗磨粗選以及一次再磨、一次精選即可得到固定碳含量96.65%，回收率96.44%的石墨精礦，且其中的大鱗片分布情況為：+0.300mm粒級(jí)含量41.43%-0.300+0.150mm粒級(jí)含量47.43%結(jié)果表明，該礦石無(wú)需采用較長(zhǎng)的選礦試驗(yàn)流程即可得到指標(biāo)較優(yōu)的石墨精礦，且鱗片破壞較少。原礦磨礦細(xì)度（-0.300mm 46.88%）煤油176g/t2#油148g/t33粗 選煤油88g/t2#油74g/t33精 選再磨2精 礦中礦1尾 礦試驗(yàn)流程中均采用棒磨圖5 莫桑比克石墨礦選礦試驗(yàn)流程14/ 156.總結(jié)p 針對(duì)固定碳含量低，大鱗片含量較少，且大鱗片尺寸較小的石墨礦，需注重的是在提升固定碳含量的基礎(chǔ)上，注重對(duì)大