剪切絮凝浮选细粒石墨的研究

刘凤春

(山东理工大学，山东 淄博 255049)

石墨广泛用于冶炼、机械、化工、电子、原子能等工业，有导热、导电、耐高温、润滑性、可塑性以及化学稳定性等良好的性能。我国的石墨选矿，一般经破碎、磨矿、粗选以及四次再磨、五次精选得到石墨精矿。品位一般在95%左右，具有工艺流程复杂、成本高等缺点。因此，本文主要研究用剪切絮凝浮选，将品位为89.57%的石墨经过剪切絮凝，然后再浮选，经过一次精选可以得到品位为97%以上的石墨精矿。

1 剪切絮凝

在高剪切条件下搅拌，悬浮液可以团聚，这种团聚然后可直接用浮选回收。

Wayyen[1]通过对白钨矿微粒与粗粒间及微粒间聚团行为的研究，提出了剪切絮凝的概念。此后，剪切絮凝逐渐成为超细粒矿物回收的有效方法之一，被国内外许多学者应用于赤铁矿、菱锰矿、石英、及磷灰石等矿物的研究[2-4]。本文研究了用剪切絮凝的方法浮选细粒石墨，同时探讨了煤油用量、剪切搅拌时间、搅拌速度、分散剂种类及用量、pH值等对选别效果的影响。

2 实验材料与设备

2.1 试验矿样

石墨：来自于湖北某石墨矿；粒级：-200目；品位89.57%。

2.2 试验药剂

捕收剂：煤油。

起泡剂：2#油。

分散剂：六偏磷酸钠、水玻璃、酸化水玻璃(水玻璃+H2SO4)。

2.3 试验设备

1)搅拌槽：圆形有机玻璃槽(图1)。

直径×高：14cm×18.5cm。

内有四块小有机玻璃片，长×宽×高:2cm×8cm×0.4cm。

2)XJT-80浸出搅拌机，转速为950r/min；1400r/min；1750r/min。

3)XFD-63型单槽浮选机(1L)。

4)DC-5型真空过滤机。

5)ZB101-3A型干燥箱。

图1 搅拌槽示意图

3 试验过程及流程

3.1 试验过程

称取石墨矿样30g，放入有机玻璃槽内，加入一定量的水，用搅拌机搅拌(转速可调)。加入煤油搅拌一定时间，可形成稳定的絮团。然后，再将其倒入100目的筛子，筛上产物倒入浮选机内，加入一定的分散剂，搅拌3min，刮泡、过滤、烘干、化验。

3.2 试验流程

试验流程如图2所示。

图2 实验流程图

4 条件试验结果及讨论

4.1 煤油的用量对浮选指标的影响

先固定搅拌速度为950r/min，搅拌时间为20min，分别加入一定的煤油用量，试验结果如表1所示。

由表1可知，当煤油用量为200g/t时，品位回收率最高，分别为95.31%、95.03%。

表1 煤油用量对浮选指标的影响

4.2 搅拌机转速对浮选指标的影响

最佳的煤油用量为200g/t，搅拌时间为20min，分别改变转速，结果见表2。

表2 搅拌机转速对浮选指标的影响

由于搅拌机转速为三档，分别为950r/min；1400r/min、1750r/min。表2可知，当转速越大时，品位和回收率均很低。因此，选择搅拌机的最佳转速为950r/min。

4.3 搅拌时间对浮选指标的影响

由于实际过程中，搅拌时间对浮选的影响不大，且实际中15～20min絮团形成。为了絮团更加牢固，因此确定搅拌时间为20min。

4.4 分散剂种类对浮选指标的影响

在最佳搅拌时间、搅拌速度、煤油用量的条件下，分别对分散剂的种类进行了实验，初步确定分散剂的用量为300g/t，试验结果见表3。

表3 分散剂种类对浮选指标的影响

由表3可知，六偏磷酸钠为最佳药剂。

4.5 分散剂用量对浮选指标的影响

在最佳搅拌时间、搅拌速度、煤油用量的条件下，六偏磷酸钠的用量实验结果见表4。

表4 分散剂用量对浮选指标的影响

由表4可知，最佳的六偏磷酸钠用量为300g/t。

4.6 pH值对浮选指标的影响

在最佳搅拌时间、搅拌速度、煤油用量和分散剂用量的条件下，进行pH值实验，结果见表5。

表5 PH值对浮选指标的影响

由表5可知，随着pH值的增加，品位、回收率都有所增加，但当pH值大于8时，品位、回收率均有所下降。因此，最佳的pH值为8。

5 结论

1)通过对细粒石墨剪切絮凝的实验研究，可以得到最佳的条件为：煤油用量为200g/t；搅拌机转速为950r/min；搅拌时间为20min，分散剂为六偏磷酸钠，用量为300g/t；最佳的pH值为8。

2)用剪切絮凝浮选,可以得到最佳石墨品位为97.11%、回收率为86.07%的石墨精矿。

[1] Warre L.J. Sheor-flocculation of untrafine scheehre in sodiurn olente solution[J]. Journal of Colloid and nterface science,1975.50(2),307.

[2] 曹明礼，陈礼永，龚文琪，等.用剪切絮凝法脱除高岭土中赤铁矿[J].中国有色金属学报，2000,10(6):934-936.

[3] R.D.帕斯科，E.X尔蒂.用油酸钠对赤铁矿进行剪切絮凝与浮选研究(一)[J].选矿技术，1999(1):41-44.

[4] 陈礼永,袁继祖.剪切絮凝机理的理论探讨[J].景德镇陶瓷学院学报，1995,16(2):2-12.