剪切絮凝浮选细粒石墨的研究
2012-01-05刘凤春
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.