一种基于强化重选过程精准保护鳞片石墨的异质并行同质同行的选矿方法与流程

1.本发明属于矿物分选回收领域，涉及晶质石墨矿的大鳞片结构保护工艺，尤其涉及一种基于强化重选过程精准保护鳞片石墨的异质并行同质同行的选矿方法。


背景技术：

2.我国是石墨储量大国、生产大国，同时也是石墨消费大国。大鳞片石墨价值高、性能好、用途广、储量低且无法人工合成，因此在石墨矿选别过程中保护石墨大鳞片结构意义重大。目前国内外保护石墨大鳞片的工艺主要集中在磨矿参数方面和浮选工艺两方面，磨矿参数主要包括再磨段数、再磨设备和磨矿介质等方面的研究；浮选工艺方面包括传统多段磨矿、多次精选工艺的优化、快速浮选或预先浮选、阶段磨矿阶段选别—预先分目、阶段磨矿阶段选别—分质分流等方面的研究。以上工艺均存在一定的局限性，即大鳞片保护措施都集中在浮选粗选或者再磨精选阶段，不能从根本上有效保护石墨大鳞片结构。
3.经查阅相关文献得知，石墨矿主要脉石矿物为石英，石英的硬度远远大于石墨，及早分离石英与石墨可以从根本上保护石墨大鳞片结构。两者虽密度接近，但形状及疏水性差异明显，可通过添加疏水性药剂来强化提升石墨的疏水性，进一步扩大片层状大鳞片石墨颗粒与粒状石英颗粒及其他脉石矿物颗粒在水中的运动轨迹差异，通过重选使二者及早分离，再依据不同重选产品的品质的不同，按照品质相同或相似的产品进行合并、品质不同的产品分别单独分选的原则，制定出不同的阶段磨矿阶段选别流程，即形成异质并行同质同行的工艺技术，实现对大鳞片石墨的精准保护和分选，提高大鳞片石墨精矿的产率，达到有效保护石墨大鳞片的目的。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，避免现有石墨选矿中保护石墨大鳞片结构的诸多问题，本发明提供一种基于强化重选过程精准保护鳞片石墨的异质并行同质同行的选矿方法，为实现石墨大鳞片结构的高效保护提供一种保护效率高的选别方法。
5.一种基于强化重选过程精准保护鳞片石墨的异质并行同质同行的选矿方法，按如下方案实施：重选：将经过高压辊磨机粉碎得到的-1～-2.5mm石墨矿，添加强化疏水性药剂进行调浆，其浓度为25％～45wt％；然后进行重选分离，得到低质产品、中质产品和高质产品，并分别将中质产品和高质产品筛分成 0.15mm部分和-0.15mm部分。
6.浮选：将重选所分选得到的以石英为主的低质产品进行混合再磨再选，即重选所得的低质产品经磨矿后与重选所得的中质和高质产品中-0.15mm部分进行混合后，再去浮选，粗选后经1-2次再磨3-4次精选，得到精矿1产品和尾矿1产品；将以大鳞片石墨为主的高质产品进行混合再磨再选，即重选所得的中质产品中 0.15mm部分经磨矿粗选后，得到的浮选粗精矿与高质产品中 0.15mm部分混合，再去浮选，经1次再磨1-2次精选，得到精矿2产品
和尾矿2产品。
7.进一步地，所述重选设备包括但不限于摇床、螺旋溜槽和水力旋流器等。
8.进一步地，所述重选的调浆过程所添加的强化疏水性药剂包括但不限于煤油、柴油、变压器油或2#油等其他非极性药剂，药剂添加量为每吨矿石添加50g～200g。
9.进一步地，所述重选是利用石墨和石英之间的形状差异及强化的疏水性差异，将其分选为以石英为主的低质产品、中质产品和以大鳞片石墨为主的高质产品。
10.进一步地，所述重选所得到的中质产品和高质产品通过0.15mm(100目)筛子分成 0.15mm部分和-0.15mm部分。
11.进一步地，所述浮选过程中需要添加捕收剂煤油，每吨矿石添加50g～200g；起泡剂2#油，每吨矿石添加30g～100g；抑制剂na2sio3，每吨矿石添加1500g～4000g。
12.进一步地，所述以石英为主的低质产品与中质和高质产品中-0.15mm部分混合浮选，是将低质产品磨矿后与中质和高质产品中-0.15mm部分混合，去浮选，粗选后经1-2次再磨3-4次精选，得到精矿1产品和尾矿1产品，尽可能提高精矿1产品固定碳回收率和含量。
13.进一步地，所述将以大鳞片石墨为主的中质和高质产品中 0.15mm部分混合浮选，是将中质产品中 0.15mm部分经磨矿粗选后，将所得的粗精矿与高质产品中 0.15mm部分混合浮选(以减少高质产品中 0.15mm部分再磨次数，减少对石墨鳞片结构的破坏)，经1次再磨1-2次精选，得到精矿2产品和尾矿2产品，尽可能提高精矿2产品大鳞片石墨的产率，实现精准保护石墨鳞片的目的。
14.本发明中所述的异质并行同质同行是将经添加疏水性药剂的矿浆进行重选分离，通过强化重选过程，得到三种不同品质的产品，即以石英为主且固定碳含量较低的低品质产品，称为低质产品，固体碳含量较高且石墨鳞片较大的高品质产品，称为高质产品，以及处于上述二者之间品质的产品，称为中质产品，按照产品品质的高低分别进行并行同步分选，称之为异质并行分选；同时，在分选过程中，将重选得到的中质产品和高质产品均采用筛分机，以0.15mm为界限，分成-0.15mm和 0.15mm两种产品，其中-0.15mm产品的品质较差，使之与低质产品混合再去浮选； 0.15mm产品的品质较高，使之混合再去浮选，即实现相似品质的产品混合去分选，称之为同质同行分选。换而言之，即根据重选所得产品的性质，将相同性质产品混合，不同性质产品分开，分别去分选，采用不同磨矿和精选流程，实现了有效保护石墨大鳞片的目的，形成了异质并行同质同行的选别新流程和新方法。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果为。
16.通过本发明提供的基于强化重选过程的异质并行同质同行的选矿方法分选晶质石墨矿，可通过添加疏水性药剂调浆后，利用石墨与石英的形状及疏水性差异，通过强化重选过程实现及早分离出石墨和石英，分成三种不同品质的产品，将以石英为主的低质产品与中质和高质产品中-0.15mm部分和以大鳞片石墨为主中质产品和高质产品中 0.15mm部分分别混合，再采用不同的磨矿和浮选流程进行差异化浮选分离，前者产出的精矿产品1的固定碳回收率和含量显著提高，后者产出的精矿产品2大鳞片产率大幅提高，即精矿中 0.15mm大鳞片产率大幅提高，且石墨选矿流程有所简化，实现了有效精准保护石墨大鳞片结构的目的。
附图说明
17.为更进一步清晰地说明本发明的工艺，下面对具体实施例所需流程图进行介绍，显然下列附图只是本发明实施例的一部分附图，本发明的附图包括但不限于下列附图。
18.图1实施例1的闭路流程图。
19.图2实施例2的闭路流程图。
具体实施方式
20.对于本发明，有必要结合具体实施例进行进一步详细地描述，显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例而非全部的实施例，对于本行业的从业技术人员，在没有进行新的创造性的技术改进的前提下，所得到的其他所有基于本发明的实施例均属于本发明的保护范围。
21.一种基于强化重选过程精准保护鳞片石墨的异质并行同质同行的选矿方法，按如下方案实施：重选：将经过高压辊磨机粉碎得到的-1～-2.5mm石墨矿，添加强化疏水性药剂进行调浆，其浓度为25％～45wt％；然后进行重选分离，得到低质产品、中质产品和高质产品，并分别将中质产品和高质产品筛分成 0.15mm部分和-0.15mm部分。
22.浮选：将重选所分选得到的以石英为主的低质产品进行混合再磨再选，即重选所得的低质产品经磨矿后与重选所得的中质和高质产品中-0.15mm部分进行混合后，再去浮选，粗选后经1-2次再磨3-4次精选，得到精矿1产品和尾矿1产品；将以大鳞片石墨为主的高质产品进行混合再磨再选，即重选所得的中质产品中 0.15mm部分经磨矿粗选后，得到的浮选粗精矿与高质产品中 0.15mm部分混合，再去浮选，经1次再磨1-2次精选，得到精矿2产品和尾矿2产品。
23.进一步地，所述重选设备包括但不限于摇床、螺旋溜槽和水力旋流器等。
24.进一步地，所述重选的调浆过程所添加的强化疏水性药剂包括但不限于煤油、柴油、变压器油或2#油等其他非极性药剂，药剂添加量为每吨矿石添加50g～200g。
25.进一步地，所述重选是利用石墨和石英之间的形状差异及强化的疏水性差异，将其分选为以石英为主的低质产品、中质产品和以大鳞片石墨为主的高质产品。
26.进一步地，所述重选所得到的中质产品和高质产品通过0.15mm(100目)筛子分成 0.15mm部分和-0.15mm部分。
27.进一步地，所述浮选过程中需要添加捕收剂煤油，每吨矿石添加50g～200g；起泡剂2#油，每吨矿石添加30g～100g；抑制剂na2sio3，每吨矿石添加1500g～4000g。
28.进一步地，所述以石英为主的低质产品与中质和高质产品中-0.15mm部分混合浮选，是将低质产品磨矿后与中质和高质产品中-0.15mm部分混合，去浮选，粗选后经1-2次再磨3-4次精选，得到精矿1产品和尾矿1产品，尽可能提高精矿1产品固定碳回收率和含量。
29.进一步地，所述将以大鳞片石墨为主的中质和高质产品中 0.15mm部分混合浮选，是将中质产品中 0.15mm部分经磨矿粗选后，将所得的粗精矿与高质产品中 0.15mm部分混合浮选(以减少高质产品中 0.15mm部分再磨次数，减少对石墨鳞片结构的破坏)，经1次再磨1-2次精选，得到精矿2产品和尾矿2产品，尽可能提高精矿2产品大鳞片石墨的产率，实现精准保护石墨鳞片的目的。
30.本发明中所述的异质并行同质同行是将经添加疏水性药剂的矿浆进行重选分离，通过强化重选过程，得到三种不同品质的产品，即以石英为主且固定碳含量较低的低品质产品，称为低质产品，固体碳含量较高且石墨鳞片较大的高品质产品，称为高质产品，以及处于上述二者之间品质的产品，称为中质产品，按照产品品质的高低分别进行并行同步分选，称之为异质并行分选；同时，在分选过程中，将重选得到的中质产品和高质产品均采用筛分机，以0.15mm为界限，分成-0.15mm和 0.15mm两种产品，其中-0.15mm产品的品质较差，使之与低质产品混合再去浮选； 0.15mm产品的品质较高，使之混合再去浮选，即实现相似品质的产品混合去分选，称之为同质同行分选。换而言之，即根据重选所得产品的性质，将相同性质产品混合，不同性质产品分开，分别去分选，采用不同磨矿和精选流程，实现了有效保护石墨大鳞片的目的，形成了异质并行同质同行的选别新流程和新方法。
31.下述实施例中所述试验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述药剂和设备，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
32.实施例1。
33.试验所采用的样品为黑龙江鸡西柳毛某晶质石墨矿，原矿固定碳含量为14.90％。脉石矿物主要为石英，其次还含有少量云母等硅酸盐矿物。原矿经高压辊磨机闭路破碎制得，控制筛孔尺寸1mm。原矿粒度筛析见表1。
34.表1黑龙江鸡西柳毛某晶质石墨矿原矿粒度筛析结果。
35.精准分选黑龙江鸡西柳毛某鳞片石墨矿异质并行同质同行闭路流程如图1所示，试验结果如表2所示。
36.原矿经过高压辊粉碎得到的-1mm矿样，添加煤油和2#油强化调浆，其浓度为30wt％，然后进行摇床分选，得到低质产品、中质产品和高质产品，并分别将中质产品和高质产品使用0.15mm筛子分成 0.15mm部分和-0.15mm部分；将摇床所得低质产品磨矿后与中质和高质产品中-0.15mm部分混合再去浮选，粗选后经2次再磨4次精选，得到精矿1产品和尾矿1产品；将以大鳞片石墨为主的产品混合浮选，即中质产品中 0.15mm部分经磨矿粗选后，将其精矿与高质产品中 0.15mm部分混合再去浮选，经1次再磨2次精选，得到精矿2产品和尾矿2产品。
37.闭路试验采用顺序返回，磨矿设备均采用搅拌磨。试验中捕收剂为煤油，总用量为200g/t，起泡剂为2#油，总用量为100g/t，抑制剂为na2sio3，总用量为3000g/t。
38.表2黑龙江鸡西柳毛某晶质石墨矿异质并行同质同行闭路流程结果。
39.精矿1固定碳含量95.18％，回收率44.65％，精矿2产品固定碳含量95.39％，回收率50.72％；合并精矿固定碳含量95.29％，回收率95.37％，综合尾矿固定碳含量0.82％，回收率4.63％。精矿1中 0.15mm大鳞片产率为2.51％，精矿2中 0.15mm大鳞片产率为50.31％，合并精矿中 0.15mm大鳞片产率为27.90％。
40.实施例2。
41.试验所采用的样品为新疆某晶质石墨矿，原矿固定碳含量为12.58％。脉石矿物主要为石英，其次还含有少量长石等硅酸盐矿物。原矿经高压辊磨机闭路破碎制得，控制筛孔尺寸1.5mm。原矿粒度筛析见表3。
42.表3新疆某晶质石墨矿原矿粒度筛析结果。
43.精准分选新疆某鳞片石墨矿异质并行同质同行闭路流程如图1所示，试验结果如表4所示。
44.原矿经过高压辊粉碎得到的-1.5mm矿样，矿浆浓度为35wt％，添加煤油和2#油强化调浆，然后进行摇床分选，得到低质产品、中质产品和高质产品，并分别将中质产品和高质产品使用0.15mm筛子分成 0.15mm部分和-0.15mm部分；将摇床所得低质产品磨矿后与中质和高质产品中-0.15mm部分混合再去浮选，粗选后经2次再磨3次精选，得到精矿1产品和尾矿1产品；将以大鳞片石墨为主的产品混合浮选，即中质产品中 0.15mm部分经磨矿粗选后，将其精矿与高质产品中 0.15mm部分混合再去浮选，经2次再磨2次精选，得到精矿2产品和尾矿2产品。
45.闭路试验采用顺序返回，磨矿设备均采用搅拌磨。试验中捕收剂为煤油，总用量为150g/t，起泡剂为2#油，总用量为80g/t，抑制剂为na2sio3，总用量为2500g/t。
46.表4新疆某晶质石墨矿异质并行同质同行闭路流程结果。
47.精矿1固定碳含量95.07％，回收率47.86％，精矿2产品固定碳含量96.01％，回收率47.07％，合并精矿固定碳含量95.53％，回收率94.93％；综合尾矿固定碳含量0.70％，回
收率5.07％。精矿1中 0.15mm大鳞片产率为5.19％，精矿2中 0.15mm大鳞片产率为46.28％，合并精矿中 0.15mm大鳞片产率为25.46％。
48.基于强化重选过程精准保护鳞片石墨的异质并行同质同行的选矿方法与传统的多段再磨多次精选的选矿方法相比，在精矿的固定碳含量和回收率基本相同的情况下， 0.15mm大鳞片产率大幅提高，闭路试验精矿筛析结果如表5所示。
49.表5闭路试验精矿产品筛分分析结果。