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    陕西快乐十分推荐:高黏土石墨矿的工艺矿物学及选矿试验研究

    发布日期:2019-01-24  来源:中国矿业  浏览次数:1541

    陕西快乐十分开奖查询 www.clrid.com 石墨性能优异、结构特殊,是高新技术发展的重要材料,在冶、电子、军工、国防、航天等行业应用价值巨大。我国石墨资源虽然十分丰富,但品质不高,且各种难选石墨矿比重较大,有的黏土含量较高。随着高品质资源的消耗及石墨需求量的增加,难选石墨矿的开发和利用正受到重视 。

    对高黏土难选石墨矿,目前大多仍采用直接磨浮的常规浮选工艺。新疆某石墨矿黏土含量高、嵌布特征微细、富含隐晶质石墨,张成强等采用剥片磨矿机和多段磨矿、多次选别的工艺流程,获得固定碳含量80.41 、回收率65.41%的精矿产品。包头某石墨矿含泥量大、嵌布关系复杂,陆康采用一粗一扫、粗精矿五磨六浮、中矿返回的闭路流程,获得精矿固定碳含量90.80 、回收率82.21 。李友志针对某石墨矿黏土矿物含量较高、嵌布特征极细的特点,采用常规石墨选矿流程,获得的精矿固定碳含量为80.32 、回收率为50.56 。

    国外某石墨矿黏土含量高、嵌布粒度细,采用一粗一扫、六磨七选、中矿返回的常规直接磨浮的工艺导致石墨在尾矿损失率过高( >12% )。根据工艺矿物学研究结果,采用预先分级浮选的新工艺,大大降低了尾矿中的损失率,为高黏土难选石墨矿的开发利用提供了一定的指导意义。

    1  原料、设备与方法

    1.1  主要原料与药剂

    石墨矿,来自马达加斯加,性质见下文;油、 油、水玻璃、生石灰、六偏酸钠,均为市售。

    1.2  主要仪器与设备

    X射线荧光光谱仪,荷兰帕纳科公司;透反两用偏光显微镜,德国徕卡公司; Max- IIIA 射线衍射仪,日本理学公司。

    颚式破碎机 RK PEF?。玻担?times;150 )、辊式粉碎机( RK PGΦ250×150 )、三辊四筒智能棒磨机 RK /BM )、单槽浮选机 RK FD ),武汉洛克粉磨设备制造有 司;水 GSDF )、超 磨( GSDM S3 ),北京古生代粉体科技有限公司;标准分样筛,上虞五四建材仪器厂。

    1.3  研究方法

    固定碳测定依据中华人民共和国国家标准 GB3521 2008 ;筛分标准依据中华人民共和国国家标准 GB/ T?。常担保?/span> 2008。

    2  工艺矿物学研究

    2.1  原矿性质分析

    2.1.1  化学成分分析

    原矿的主要化学成分为:固定碳22.55% , SiO 235.83% , Al 19.46% , Fe 10.48% , TiO 20.96% , Na O?。埃保矗?/span> , MgO?。埃埃梗?/span> , O?。埃埃矗?/span> ;烧失量为32.69% 。

    2.1.2  矿物组成及特征分析

    QQ截图20190124115915

    由图1原矿显微镜下特征可知,该矿有少量大鳞片石墨分布,大部分为细鳞片石墨,且与高岭石等脉石矿物交织共生在一起,单体解离较为困难。由图2所示原矿XRD图谱,并综合原矿的化学成分和显微镜下特征分析可知,原矿的矿物组成为:石墨22% ,高岭石35% ,石英20% ,褐矿12% ,三水石8% ,方解石3% 。

    2.1.3  石墨鳞片分布特征分析

    由显微镜下特征发现,该矿石墨嵌布特征较细。为进一步分析原矿中石墨鳞片分布特征,对原矿进行了碱溶酸浸试验,结果见表1 。由表1可知,该矿有少量大鳞片石墨分布, +0.15 mm 粒级含量为14.86% ;大部分石墨鳞片较细, -0.15mm 粒级达到85.14% , -0.045mm 粒级达到63.27% 。当磨矿细度达到-0.020mm 时,石墨单体解离能够超过80% 。

    2.2  分级产品的性质

    原矿经过颚式破碎机和对辊破碎机破碎至-2cm ,经混匀缩分后获得试样,如图3所示,对试样进行分级,分析分级产品的性质。

    QQ截图20190124120004

    2.2.1  分级产品的粒度组成

    试样分级后产品粒度组成如表2所示。由表2可知, -0.020 mm 粒级产率最高,为34.37% , +0.20mm 各粒级产率为10%~15%;固定碳含量随粒度的减小呈降低趋势, +0.045mm各粒级固定碳含 量较 高为 26% ~31% , -0.045+0.020mm为18.82% , -0.020mm 为15.79% 。

    QQ截图20190124120015

    2.2.2  分级产品的化学成分

    根据试样各粒级产率与固定碳含量,将试样分为三个粒级: +0.074mm 、 -0.074+0.020mm 和-0.020mm ,分别分析其化学成分和矿物组成。

    由表3试样各粒级主要化学成分分析可知,随着粒度的减小, SiO2 含量和烧失量呈 降低趋 势,Al 3和Fe2 含量呈增加趋势。

    2.2.3  分级产品的矿物组成

    结合表3和图4分级产品XRD图谱分析,各粒级矿物组成见表4 。由表4可知,随着粒度的减小,石墨、石英、三水铝石含量降低,高岭石、褐铁矿的含量增加; -0.020mm 粒级中石墨、石英、三水铝石含量 15% 、 8% 、 5% ,高 达55% 。

    QQ截图20190124120156
    QQ截图20190124120204
    QQ截图20190124120212

    3  选矿试验研究

    3.1  粗选条件试验

    按照常规石墨陕西快乐十分开奖查询流程,探索了粗选条件试验??悸堑奖;ご罅燮?,采用棒磨的磨矿方式。试验发现,由于该矿中高岭石等黏土含量高且石墨鳞片较细,磨矿效率较低,且磨矿产生的次生矿泥易恶化浮选环境,导致石墨回收率降低;同时矿物颗粒难以有效分散,药剂选择性较差,石墨在尾矿中损失率较高,因此需要降低浮选浓度,增加分散剂用量;同时需延长浮选时间以降低尾矿回收率。试验确定了最佳粗选条件:生石灰用量3?。埃埃埃纾?/span> 、六偏磷酸钠(SHMP )用量2?。埃埃埃?/span> ,捕收剂煤油用量200g/ ,2# 油用量50g/ ,浮选浓度13% ,浮选时间20min ,试验流程图见图5 ,获得的粗尾矿固定碳含量为3.12% 、回收率为9.53% 。

    3.2  扫选试验

    在最佳粗选条件下,石墨在尾矿中损失率仍较高(9.53% ),因此考虑进行扫选试验,进一步降低石墨损失率。因试样未进行粗磨,扫选考虑进行磨矿,探索其对尾矿回收率的影响,试验流程图见图6 ,试验结果见表5 。

    QQ截图20190124120322

    由表5可知,粗尾矿磨矿后扫选,获得的扫尾矿中固定碳回收率有所降低,但仍较高,为8.91% ,且流程存在浮选浓度低、时间长、工作效率低、药剂用量大、粗尾矿再磨脱水困难等问题,说明常规石墨选矿流程可能不适合该高黏石墨矿。

    3.3  预先分级浮选试验

    由粗选、扫选试验结果可知,由于试样中黏土含量高,浮选环境严重恶化,采用常规直接磨浮的工艺导致石墨在尾矿中损失率过高。而由原矿工艺矿物学和粒度分析可知,黏土在细粒级中富集,而石墨在粗粒级中富集,因此考虑将试样预先分级后分别浮选,试验流程图见图7 ,试验结果见表6 。由表6可知,原矿预先分级后浮选,累计尾矿回收率仅为4.73% ,比常规流程降低了接近50% ,同时各种药剂用量与浮选时间也相应减少。这是因为分级后, +0.020mm 中黏土含量减少,矿物粒度普遍较大,因此分散性相对较好,浮选环境相对较优,尾矿回收率降低,同时可以提高浮选浓度、减少药剂用量和浮选时间; -0.020mm 中虽然粒度普遍较细,但固定碳含量较低,在进一步降低浮选浓度时也能起到相对较好的分散性,尾矿回收率也相对较低。说明针对该高黏石墨矿,预先分级浮选有助于提高浮选效率、较少药剂用量、降低尾矿回收率。

    QQ截图20190124151917
    QQ截图20190124151927

    3.4  开路闭路试验

    根据预先分级浮选试验结果,进行开路与闭路试验,闭路试验结果见表7 。由图8闭路试验流程图和表7闭路试验结果可知,原矿经预先分级浮选、粗精矿再磨再选、中矿返回的闭路流程,可获得固定碳含量90.86% 、回收率4.53%的精+0.3mm 产品,固定碳含量96.53% 、回收率7.27%的精-0.3+0.15mm 产品,固定碳含量95.17% 、回收率82.20%的精-0.15mm 产品,精矿总回收率为94.00% ,尾矿总回收率仅为6.00% 。

    QQ截图20190124152005
    QQ截图20190124152021

    4   

    )原矿主要化学成分为 SiO 、 Al 、 Fe ,主要矿物组成为石墨、高岭石、石英、褐铁矿、三水铝石、方解石;石墨鳞片微细, -0.045mm 粒级含量为63.27% ,当磨矿细度达到-0.020mm 时,石墨单体解离能够超过80% 。

    )分级产品性质分析显示,石墨在粗粒级中富集,高岭石在细粒级中富集; -0.020mm 粒级石墨含量仅为15% ,高岭石含量高达55% 。

    )试验结果表明,常规石墨选矿流程不适合该高黏土石墨矿,而采用原矿预先分级后浮选的工艺,能大大降低尾矿回收率及各种药剂用量与浮选时间,是适合高黏石墨矿浮选的新工艺。

    )原矿破碎后,经预先分级浮选、粗精矿再磨再选、中 程,可 量90.86%精+0.3mm 产品、固定碳含量96.53%精-0.3+0.15mm 产品、固定碳含量95.17%的精-0.15mm产品,精矿总回收率为94.00% ,尾矿总回收率仅为6.00% 。

     
     
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