提高石墨礦石固定碳含量的選礦試驗研究

鐘必成

(定南縣礦產資源管理局，　江西 定南縣　341900)

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提高石墨礦石固定碳含量的選礦試驗研究

鐘必成

(定南縣礦產資源管理局，江西 定南縣341900)

摘要：為了更好地開發利用鎮田礦區石墨礦產，對石墨進行了初選及精選可選性試驗，結果表明：磨礦時間為3 min較為適宜，其粗礦品位為27.51%，回收率為97.90%；采用NaOH高溫熔融提純法，+200目級別的原礦固定含碳量由86.08%提高到99%以上，獲得了好的效果。

關鍵詞：石墨礦；固定碳含量；NaOH高溫熔融；選礦試驗

1礦區的基本情況

鎮田石墨礦區位于江西省定南縣城北東東約23 km處，礦體主要分布在礦區的老屋下、 佛得哥、松樹山一帶。礦區內由東至西，在1 km寬度的范圍內。礦體呈似層似、透鏡狀產于條帶狀混合巖之中，礦帶間距介于150～300 m不等，礦帶長度一般多在100～200 m左右，最長超過620 m，厚度一般為1～3 m，最厚達5 m。賦存層位比較穩定。

區內礦體由于受花崗巖的影響和構造的破壞，礦體形態顯得比較復雜、產狀較混亂。總體傾向西，局部傾向東。

2礦區主礦石基本情況

礦區礦石礦物主要有石墨、石英、黑云母及少量水白云母、粘土礦物等。其中石墨為有用礦物。通過人工重砂鑒定，石墨礦石中的副礦物主要鈦鐵金紅石、鈦鐵礦、獨居石、鋯石、石榴石等。

石墨：其單礦物含量一般在1.0%～10%左右，或略高一些。顏色呈黑色，在反射光下呈粉灰色，不透明，金屬光澤，細小片狀至鱗片狀，片徑為0.15×0.20 mm，且較均勻地散染于礦石中，呈定向排列，構成片狀構造；

石英：它形至半自形粒狀，少數具拉長狀，粒徑為0.2×0.2～0.4×0.5 mm左右，具花崗鑲嵌變晶結構。

黑云母：多色性，呈淺黃色—褐綠色，干涉色中等，片徑0.02×0.05～0.05×0.20 mm，略具定向排列。

水白云母：淺黃褐色，干涉色為一級黃，平行消光。

雖然礦區礦石礦物種類較多，有用礦物僅為石墨。礦石屬結晶程度較好的天然鱗片石墨礦床，風化程度較深，礦石較松軟，易于磨礦處理，加之礦石可浮選性良好，其加工手段、方法較簡便。

為了更好的為開發利用應用提供依據，進行了礦區石墨礦產初選及精選可選性試驗。

3礦區石墨礦產初選性試驗

3.1試樣備制

試驗樣由在礦區代表性地采集礦石送至實驗室。樣品中主要礦物成份為石墨，脈石礦物有石英、長石、云母等。將采來樣品經破碎、篩分、混合、縮分，按照Q=Kd2(K取0.2)制備成選礦試驗樣。試樣制備流程見圖1，試樣化學分析結果和光譜半定量分析結果分別見表1和表2。所選送原礦樣經化驗其固定碳品位為10.80%。

3.2選礦試驗

選送原礦樣經化驗其固定碳品位較高，為10.80%，擬采用浮選法加以回收。

圖1　試樣制備流程

SiO2TiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO69.580.368.804.120.420.82K2ONa2OP2O5燒失量SO2總計1.730.150.09913.650.08699.80

表2　原礦光譜半定量分析結果　　　%

試驗設備采用XFD5—63型單槽3 L浮選機,XFD5—63型單槽1.5 L浮選機以及240 mm×90 mm錐形球磨機;試驗用藥劑采用煤油作為撲收劑，2號油作為起泡劑。

(1) 磨礦細度試驗。按優先浮選流程進行試驗(見圖2)。試驗結果表明:選擇磨礦時間為3 min較為適宜，其粗礦品位為27.51%，回收率為97.90%，此時的磨礦產品中-100目含量為71.56%。

圖2　浮選流程

(2) 流程試驗。試驗了3種開路方案，試驗結果見表3。從表3可以得出，方案Ⅱ為最佳流程。該流程結構最簡單，選礦指標最好。

表3　3 種流程方案比較

4石墨精礦可選性試驗

4.1試樣備制

試驗流程中所采試驗樣全為原生礦，分別在T72、K7、D1三處采集，經球磨—浮選加工成石墨礦初級產品，包裝完好運至實驗室。根據經驗公式Q=Kd2(K=0.2)進行混合縮分。同時根據要求進行了原礦性質分析。

4.2提純試驗

通過對原礦性質分析研究，綜合考慮技術可行性及經濟合理性，對原礦采用化學提純法，即目前國內采用最多的氫氧化鈉高溫熔融法進行試驗。選礦流程見圖3。

圖3　化學提純法選礦流程

4.3試驗結果

原礦為中炭混目鱗片狀石墨，固定炭含量為86.08%，其中+100目級別的產率 31.54%，+200目級別的產率為64.94%。采用NaOH高溫熔融提純法，使+200目級別的原礦固定炭含量提高到99%以上，最終推薦的高炭產品為4個。試驗結果見表4。

表4　熔融選礦試驗最終結果

該法工藝成熟，易于工人操作，產品質量較為穩定，勞動條件好。

5結論

通過對礦區石墨礦的加工技術技能攻關研究，為礦山石墨礦石提供可行依據，進而行成最優選礦流程，保證資源回收水平達標并確保礦山生產石墨精礦品位達到市場要求。

參考文獻：

[1]《礦產資源工業要求手冊》編委會.礦產資源工業要求手冊[M].北京：地質出版社，2010.

[2]DZ/T0207-2002.玻璃硅質原料、飾面石材、石膏、溫石棉、硅灰石、滑石、石墨礦產地質勘查規范[S].

[3]江西省定南縣鎮田礦區石墨礦普查地質報告[R].贛州：贛州市定南縣礦產資源管理局,2006(2).(收稿日期：2015-01-19)

作者簡介：鐘必成(1981-)，男，江西定南縣人，主要從事礦產資源管理工作，Email:315930683@qq.com。