剪切絮凝浮選細粒石墨的研究

劉鳳春

(山東理工大學，山東 淄博 255049)

石墨廣泛用于冶煉、機械、化工、電子、原子能等工業，有導熱、導電、耐高溫、潤滑性、可塑性以及化學穩定性等良好的性能。我國的石墨選礦，一般經破碎、磨礦、粗選以及四次再磨、五次精選得到石墨精礦。品位一般在95%左右，具有工藝流程復雜、成本高等缺點。因此，本文主要研究用剪切絮凝浮選，將品位為89.57%的石墨經過剪切絮凝，然后再浮選，經過一次精選可以得到品位為97%以上的石墨精礦。

1 剪切絮凝

在高剪切條件下攪拌，懸浮液可以團聚，這種團聚然后可直接用浮選回收。

Wayyen[1]通過對白鎢礦微粒與粗粒間及微粒間聚團行為的研究，提出了剪切絮凝的概念。此后，剪切絮凝逐漸成為超細粒礦物回收的有效方法之一，被國內外許多學者應用于赤鐵礦、菱錳礦、石英、及磷灰石等礦物的研究[2-4]。本文研究了用剪切絮凝的方法浮選細粒石墨，同時探討了煤油用量、剪切攪拌時間、攪拌速度、分散劑種類及用量、pH值等對選別效果的影響。

2 實驗材料與設備

2.1 試驗礦樣

石墨：來自于湖北某石墨礦；粒級：-200目；品位89.57%。

2.2 試驗藥劑

捕收劑：煤油。

起泡劑：2#油。

分散劑：六偏磷酸鈉、水玻璃、酸化水玻璃(水玻璃+H2SO4)。

2.3 試驗設備

1)攪拌槽：圓形有機玻璃槽(圖1)。

直徑×高：14cm×18.5cm。

內有四塊小有機玻璃片，長×寬×高:2cm×8cm×0.4cm。

2)XJT-80浸出攪拌機，轉速為950r/min；1400r/min；1750r/min。

3)XFD-63型單槽浮選機(1L)。

4)DC-5型真空過濾機。

5)ZB101-3A型干燥箱。

圖1 攪拌槽示意圖

3 試驗過程及流程

3.1 試驗過程

稱取石墨礦樣30g，放入有機玻璃槽內，加入一定量的水，用攪拌機攪拌(轉速可調)。加入煤油攪拌一定時間，可形成穩定的絮團。然后，再將其倒入100目的篩子，篩上產物倒入浮選機內，加入一定的分散劑，攪拌3min，刮泡、過濾、烘干、化驗。

3.2 試驗流程

試驗流程如圖2所示。

圖2 實驗流程圖

4 條件試驗結果及討論

4.1 煤油的用量對浮選指標的影響

先固定攪拌速度為950r/min，攪拌時間為20min，分別加入一定的煤油用量，試驗結果如表1所示。

由表1可知，當煤油用量為200g/t時，品位回收率最高，分別為95.31%、95.03%。

表1 煤油用量對浮選指標的影響

4.2 攪拌機轉速對浮選指標的影響

最佳的煤油用量為200g/t，攪拌時間為20min，分別改變轉速，結果見表2。

表2 攪拌機轉速對浮選指標的影響

由于攪拌機轉速為三檔，分別為950r/min；1400r/min、1750r/min。表2可知，當轉速越大時，品位和回收率均很低。因此，選擇攪拌機的最佳轉速為950r/min。

4.3 攪拌時間對浮選指標的影響

由于實際過程中，攪拌時間對浮選的影響不大，且實際中15～20min絮團形成。為了絮團更加牢固，因此確定攪拌時間為20min。

4.4 分散劑種類對浮選指標的影響

在最佳攪拌時間、攪拌速度、煤油用量的條件下，分別對分散劑的種類進行了實驗，初步確定分散劑的用量為300g/t，試驗結果見表3。

表3 分散劑種類對浮選指標的影響

由表3可知，六偏磷酸鈉為最佳藥劑。

4.5 分散劑用量對浮選指標的影響

在最佳攪拌時間、攪拌速度、煤油用量的條件下，六偏磷酸鈉的用量實驗結果見表4。

表4 分散劑用量對浮選指標的影響

由表4可知，最佳的六偏磷酸鈉用量為300g/t。

4.6 pH值對浮選指標的影響

在最佳攪拌時間、攪拌速度、煤油用量和分散劑用量的條件下，進行pH值實驗，結果見表5。

表5 PH值對浮選指標的影響

由表5可知，隨著pH值的增加，品位、回收率都有所增加，但當pH值大于8時，品位、回收率均有所下降。因此，最佳的pH值為8。

5 結論

1)通過對細粒石墨剪切絮凝的實驗研究，可以得到最佳的條件為：煤油用量為200g/t；攪拌機轉速為950r/min；攪拌時間為20min，分散劑為六偏磷酸鈉，用量為300g/t；最佳的pH值為8。

2)用剪切絮凝浮選,可以得到最佳石墨品位為97.11%、回收率為86.07%的石墨精礦。

[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] 曹明禮，陳禮永，龔文琪，等.用剪切絮凝法脫除高嶺土中赤鐵礦[J].中國有色金屬學報，2000,10(6):934-936.

[3] R.D.帕斯科，E.X爾蒂.用油酸鈉對赤鐵礦進行剪切絮凝與浮選研究(一)[J].選礦技術，1999(1):41-44.

[4] 陳禮永,袁繼祖.剪切絮凝機理的理論探討[J].景德鎮陶瓷學院學報，1995,16(2):2-12.