一种保护石墨鳞片的选矿系统及选矿方法技术方案

本发明专利技术涉及一种保护石墨鳞片的选矿系统及选矿方法，属于矿物浮选技术领域，解决了现有工艺流程长、成本高、石墨大鳞片产率低的问题。选矿系统沿选矿管路上设有高压辊磨机、搅拌桶、粗颗粒分选设备、磨矿机和浮选机；粗颗粒分选设备包括第一柱体、第二柱体和气‑水混合输入装置，第一柱体和第二柱体均为圆筒状结构，第二柱体嵌套于第一柱体的上端外部，第二柱体的上端面高于第一柱体的上端面，第二柱体的侧面设有排矿口，第一柱体中的物料能够溢流流入第二柱体中，经排矿口排出；磨矿机和浮选机的数量为多个。选矿方法包括如下步骤：调浆、粗颗粒分选设备分选、第一再磨再选、第二再磨再选、第三再磨再选。本发明专利技术实现了石墨大鳞片的保护。

A beneficiation system and method for protecting graphite flakes

【技术实现步骤摘要】
一种保护石墨鳞片的选矿系统及选矿方法
本专利技术涉及矿物浮选
，尤其涉及一种保护石墨鳞片的选矿系统及选矿方法。
技术介绍
石墨是一种碳元素的结晶矿物，成分为碳，与金刚石、碳纳米管、碳60等互为碳的同素异形体，素有“黑金子”之称。石墨由于具有耐高温、导热、导电、化学稳定性、润滑性和可塑性等优良的物理、化学性能，被广泛应用于冶金、电气、轻工、机械、纺织及国防等部门，是一种重要的、用途广泛的非金属矿物材料和原料。随着高新技术工业的发展和石墨开发利用及其深加工技术的进步，产生了石墨烯及其复合物、锂离子电池负极材料球形石墨、膨胀石墨、纳米石墨和氟化石墨等新型石墨材料，石墨的应用范围得到不断扩大。天然石墨主要有晶质石墨、隐晶质石墨两种类型。晶质石墨包含鳞片石墨和致密结晶块状石墨，隐晶质石墨又名无定形碳。晶质石墨结晶较好，晶体粒径大于1μm，一般为0.05-1.5mm，大的可达5-10mm，多呈集合体。晶质石墨(鳞片状)用途较大，并且鳞片越大，性能越好，经济价值越高，0.150mm大鳞片石墨的价格是细鳞片石墨(晶体粒径<0.150mm)的2-4倍。因此，晶质石墨选矿过程中不仅要提高纯度，而且要保护石墨大鳞片。目前，国内石墨鳞片选矿方法多为阶段磨矿阶段选别，一般为：一次粗磨、一次粗选、一次扫选、粗精矿多次再磨再精选。石墨矿经过多次磨矿、多段浮选后，石墨精矿的纯度虽然可以达到95％以上。但是，多次磨矿势必造成大鳞片被石英等高硬度脉石矿物颗粒割裂和劈碎，大鳞片损失严重。目前有通过在现有选矿系统的基础上增加风机等，将大鳞片石墨在干态下从破碎的矿粉中分离出来，直接进入浮选槽进行浮选，避免了大鳞片受其余工艺步骤磨损破坏，提高了大鳞片的产出率，但是破碎过程中石墨的解离程度低，大鳞片石墨的产率提高有限。目前常用的工艺还包括粗选+精选+分质分级，然后分别再磨再选，得到不同鳞片大小和不同纯度的石墨精矿产品，虽然可以保护晶质石墨大鳞片，但是该工艺流程复杂，投资较大。目前的工艺普遍存在工艺流程较长，相对复杂的问题。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种保护石墨鳞片的选矿系统及选矿方法，至少能够解决以下技术问题之一：(1)现有工艺流程长；(2)成本高、能耗高；(3)石墨大鳞片产率低。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一方面，本专利技术提供了一种保护石墨鳞片的选矿系统，沿选矿管路上设有高压辊磨机、搅拌桶、粗颗粒分选设备、磨矿机和浮选机；粗颗粒分选设备包括第一柱体、第二柱体和气-水混合输入装置，第一柱体和第二柱体均为圆筒状结构，第二柱体嵌套于第一柱体的上端外部，第二柱体的上端面高于第一柱体的上端面，第二柱体的侧面设有排矿口，第一柱体中的物料能够溢流流入第二柱体中，经排矿口排出；磨矿机和浮选机的数量为多个。进一步的，第二柱体的底端面为斜面，第二柱体的底端面与第一柱体的中轴线的夹角为20°～40°。进一步的，第一柱体上端开口，第二柱体嵌套装配于第一柱体的开口端外部，嵌套装配后，第二柱体的底端面与第一柱体的外表面密封，第一柱体和第二柱体可同轴嵌套装配，第一柱体中的物料能够溢出上端开口溢流流入第一柱体和第二柱体之间的嵌套空间中的第二柱体中。进一步的，第二柱体的上部设有盖板，第二柱体的盖板的中心位置设有给料分配器，物料能够从给料分配器输入至第一柱体中。进一步的，第一柱体的下部设有锥形结构，锥形结构的底部设有底流口，底流口用于尾矿的排出；锥形结构的上部侧边设有输入口，气-水混合输入装置包括气-水混合输入管，气-水混合输入管通过输入口与设于第一柱体内的气泡喷射器连接，气-水混合输入管上沿远离输入口的方向依次设有进气管和进水管，进气管和气-水混合输入管的连接处设有气泡发生器；进水管与进水泵连接，进气管与气泵连接。进行选矿时，进水泵向第一柱体中注入水，气泵向第一柱体中注入气体，水和气体均经过气泡发生器后，经过气-水混合输入管均匀混合成为水和气泡混合液；水和气泡混合液经过气泡喷射器时面积突然缩小，流速急剧升高，流体内压强骤降，溶于水中的气体析出产生大量微泡，同时形成向上的具有一定推动力的水流；待第一柱体中的水和气泡混合液稳定地溢流至第二柱体中，经过排矿口排出后，打开给料分配器，混合均匀的矿浆从给料分配器进入第一柱体中进行分选。另一方面，本专利技术还提供了一种保护石墨鳞片的选矿方法，选矿方法包括如下步骤：步骤S1：石墨原矿经过破碎后导入搅拌桶、在搅拌桶内进行调浆，得到矿浆；步骤S2：将搅拌桶中的矿浆导入粗颗粒分选设备的第一柱体内，进行分选，分选后，第一精矿由排矿口排出，第一尾矿经底流口排出；步骤S3：第一精矿经过浓缩之后进行第一再磨再选，得到第二精矿和第一中矿；步骤S4：采用100目的标准筛对第二精矿进行分级得到中碳正目精矿和中碳负目精矿；步骤S5：将第一中矿进行第二再磨再选得到第三精矿和第二尾矿，将第三精矿与中碳负目精矿合并进行第三再磨再选，得到高碳负目精矿和第三尾矿。进一步的，步骤S1包括如下步骤：S11、采用高压辊磨机对原矿进行破碎，然后通过振动筛进行筛分，达到目标粒级的石墨矿颗粒直接导入搅拌桶，未达到目标粒级的石墨矿颗粒返回高压辊磨机；S12、向搅拌桶中依次加入水、调整剂、捕收剂和起泡剂进行调浆得到矿浆。进一步的，S12中的调整剂为生石灰，用量为1000～1100g/t，捕收剂为煤油，用量为60～90g/t，起泡剂为2号油，用量为25～40g/t。进一步的，步骤S2包括如下步骤：步骤S21：打开进水泵向第一柱体中注入水，通过气泵向第一柱体中注入气体，水和气体均经过气泡发生器后，经过气-水混合输入管均匀混合成为水和气泡混合液；步骤S22：待第一柱体中的水和气泡混合液稳定地溢流至第二柱体中，经过排矿口排出后，打开给料分配器，混合均匀的矿浆从给料分配器给出至第一柱体中进行分选，其中，分选出的第一精矿由排矿口排出，分选出的第一尾矿经底流口排出。进一步的，步骤S3中的第一再磨再选包括2次再磨和3次浮选。进一步的，步骤S5中，第二再磨再选包括1次再磨和1次扫选，第三再磨再选包括3次再磨和4次浮选。与现有技术相比，本专利技术至少具有如下有益效果之一：a)本专利技术提供的保护石墨鳞片的选矿系统，通过采用高压辊磨机对原矿进行破碎，实现了在初磨过程中对石墨鳞片的保护；通过设置粗颗粒分选设备能够预先抛弃大部分脉石矿物，可以有效地减少后续再磨过程中硬度较高的脉石矿物颗粒对石墨大鳞片的割裂和劈碎作用，石墨大鳞片得到保护，并且能够缩短作业流程，提高系统处理能力。b)本专利技术提供的保护石墨鳞片的选矿方法，将脉石矿物颗粒预先排出，缩短了作业流程，提高了系统处理能力；有效地减少后续再磨过程中硬度较高的脉石矿物颗粒对石墨大鳞片的割裂和劈碎作用，石墨大鳞片得到保护；其次对中碳石墨进行分级，中碳+100目精矿直接作为一种产品，中碳-100目产品经过再磨再选后得到高碳-100目石墨精矿作为另一种最终产品，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种保护石墨鳞片的选矿系统，其特征在于，沿选矿管路上设有高压辊磨机、搅拌桶(11)、粗颗粒分选设备、磨矿机和浮选机；所述粗颗粒分选设备包括第一柱体(6)、第二柱体(7)和气-水混合输入装置，所述第一柱体(6)和第二柱体(7)均为圆筒状结构，所述第二柱体(7)嵌套于第一柱体(6)的上端外部，所述第二柱体(7)的上端面高于第一柱体(6)的上端面，所述第二柱体(7)的侧面设有排矿口(9)，所述第一柱体(6)中的物料能够溢流流入第二柱体(7)中，经排矿口(9)排出；所述磨矿机和浮选机的数量为多个。/n

【技术特征摘要】
1.一种保护石墨鳞片的选矿系统，其特征在于，沿选矿管路上设有高压辊磨机、搅拌桶(11)、粗颗粒分选设备、磨矿机和浮选机；所述粗颗粒分选设备包括第一柱体(6)、第二柱体(7)和气-水混合输入装置，所述第一柱体(6)和第二柱体(7)均为圆筒状结构，所述第二柱体(7)嵌套于第一柱体(6)的上端外部，所述第二柱体(7)的上端面高于第一柱体(6)的上端面，所述第二柱体(7)的侧面设有排矿口(9)，所述第一柱体(6)中的物料能够溢流流入第二柱体(7)中，经排矿口(9)排出；所述磨矿机和浮选机的数量为多个。


2.根据权利要求1所述的保护石墨鳞片的选矿系统，其特征在于，所述第二柱体(7)的底端面为斜面，所述第二柱体(7)的底端面与第一柱体(6)的中轴线的夹角为20°～40°。


3.根据权利要求1所述的保护石墨鳞片的选矿系统，其特征在于，所述第二柱体(7)的上部设有盖板，所述第二柱体(7)的盖板的中心位置设有给料分配器(8)，物料从给料分配器(8)输入至第一柱体(6)中。


4.根据权利要求3所述的保护石墨鳞片的选矿系统，其特征在于，所述第一柱体(6)的下部设有锥形结构，所述锥形结构的底部设有底流口(10)，所述底流口(10)用于尾矿的排出；所述锥形结构的上部侧边设有输入口，所述气-水混合输入装置包括气-水混合输入管，所述气-水混合输入管通过输入口与设于第一柱体(6)内的气泡喷射器(5)连接，所述气-水混合输入管上沿远离输入口的方向依次设有进气管和进水管，所述进气管和气-水混合输入管的连接处设有气泡发生器(3)；所述进水管与进水泵(1)连接，所述进气管与气泵连接。


5.一种保护石墨鳞片的选矿方法，其特征在于，采用权利要求1-4所述的保护石墨鳞片的选矿系统，选矿方法包括如下步骤：
步骤S1：石墨原矿经过破碎后导入搅拌桶、在搅拌桶内进行调浆，得到矿浆；
步骤S2：将搅拌桶中的矿浆导入粗颗粒分选设备的第一柱体内，进行分选，分选...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭伟军，曹亦俊，李超，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南;41