提高石墨矿石固定碳含量的选矿试验研究

钟必成

(定南县矿产资源管理局，　江西 定南县　341900)



提高石墨矿石固定碳含量的选矿试验研究

钟必成

(定南县矿产资源管理局，江西 定南县341900)

摘要：为了更好地开发利用镇田矿区石墨矿产，对石墨进行了初选及精选可选性试验，结果表明：磨矿时间为3 min较为适宜，其粗矿品位为27.51%，回收率为97.90%；采用NaOH高温熔融提纯法，+200目级别的原矿固定含碳量由86.08%提高到99%以上，获得了好的效果。

关键词：石墨矿；固定碳含量；NaOH高温熔融；选矿试验

1矿区的基本情况

镇田石墨矿区位于江西省定南县城北东东约23 km处，矿体主要分布在矿区的老屋下、 佛得哥、松树山一带。矿区内由东至西，在1 km宽度的范围内。矿体呈似层似、透镜状产于条带状混合岩之中，矿带间距介于150～300 m不等，矿带长度一般多在100～200 m左右，最长超过620 m，厚度一般为1～3 m，最厚达5 m。赋存层位比较稳定。

区内矿体由于受花岗岩的影响和构造的破坏，矿体形态显得比较复杂、产状较混乱。总体倾向西，局部倾向东。

2矿区主矿石基本情况

矿区矿石矿物主要有石墨、石英、黑云母及少量水白云母、粘土矿物等。其中石墨为有用矿物。通过人工重砂鉴定，石墨矿石中的副矿物主要钛铁金红石、钛铁矿、独居石、锆石、石榴石等。

石墨：其单矿物含量一般在1.0%～10%左右，或略高一些。颜色呈黑色，在反射光下呈粉灰色，不透明，金属光泽，细小片状至鳞片状，片径为0.15×0.20 mm，且较均匀地散染于矿石中，呈定向排列，构成片状构造；

石英：它形至半自形粒状，少数具拉长状，粒径为0.2×0.2～0.4×0.5 mm左右，具花岗镶嵌变晶结构。

黑云母：多色性，呈浅黄色—褐绿色，干涉色中等，片径0.02×0.05～0.05×0.20 mm，略具定向排列。

水白云母：浅黄褐色，干涉色为一级黄，平行消光。

虽然矿区矿石矿物种类较多，有用矿物仅为石墨。矿石属结晶程度较好的天然鳞片石墨矿床，风化程度较深，矿石较松软，易于磨矿处理，加之矿石可浮选性良好，其加工手段、方法较简便。

为了更好的为开发利用应用提供依据，进行了矿区石墨矿产初选及精选可选性试验。

3矿区石墨矿产初选性试验

3.1试样备制

试验样由在矿区代表性地采集矿石送至实验室。样品中主要矿物成份为石墨，脉石矿物有石英、长石、云母等。将采来样品经破碎、筛分、混合、缩分，按照Q=Kd2(K取0.2)制备成选矿试验样。试样制备流程见图1，试样化学分析结果和光谱半定量分析结果分别见表1和表2。所选送原矿样经化验其固定碳品位为10.80%。

3.2选矿试验

选送原矿样经化验其固定碳品位较高，为10.80%，拟采用浮选法加以回收。

图1　试样制备流程

SiO2TiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO69.580.368.804.120.420.82K2ONa2OP2O5烧失量SO2总计1.730.150.09913.650.08699.80

表2　原矿光谱半定量分析结果　　　%

试验设备采用XFD5—63型单槽3 L浮选机,XFD5—63型单槽1.5 L浮选机以及240 mm×90 mm锥形球磨机;试验用药剂采用煤油作为扑收剂，2号油作为起泡剂。

(1) 磨矿细度试验。按优先浮选流程进行试验(见图2)。试验结果表明:选择磨矿时间为3 min较为适宜，其粗矿品位为27.51%，回收率为97.90%，此时的磨矿产品中-100目含量为71.56%。

图2　浮选流程

(2) 流程试验。试验了3种开路方案，试验结果见表3。从表3可以得出，方案Ⅱ为最佳流程。该流程结构最简单，选矿指标最好。

表3　3 种流程方案比较

4石墨精矿可选性试验

4.1试样备制

试验流程中所采试验样全为原生矿，分别在T72、K7、D1三处采集，经球磨—浮选加工成石墨矿初级产品，包装完好运至实验室。根据经验公式Q=Kd2(K=0.2)进行混合缩分。同时根据要求进行了原矿性质分析。

4.2提纯试验

通过对原矿性质分析研究，综合考虑技术可行性及经济合理性，对原矿采用化学提纯法，即目前国内采用最多的氢氧化钠高温熔融法进行试验。选矿流程见图3。

图3　化学提纯法选矿流程

4.3试验结果

原矿为中炭混目鳞片状石墨，固定炭含量为86.08%，其中+100目级别的产率 31.54%，+200目级别的产率为64.94%。采用NaOH高温熔融提纯法，使+200目级别的原矿固定炭含量提高到99%以上，最终推荐的高炭产品为4个。试验结果见表4。

表4　熔融选矿试验最终结果

该法工艺成熟，易于工人操作，产品质量较为稳定，劳动条件好。

5结论

通过对矿区石墨矿的加工技术技能攻关研究，为矿山石墨矿石提供可行依据，进而行成最优选矿流程，保证资源回收水平达标并确保矿山生产石墨精矿品位达到市场要求。

参考文献：

[1]《矿产资源工业要求手册》编委会.矿产资源工业要求手册[M].北京：地质出版社，2010.

[2]DZ/T0207-2002.玻璃硅质原料、饰面石材、石膏、温石棉、硅灰石、滑石、石墨矿产地质勘查规范[S].

[3]江西省定南县镇田矿区石墨矿普查地质报告[R].赣州：赣州市定南县矿产资源管理局,2006(2).(收稿日期：2015-01-19)

作者简介：钟必成(1981-)，男，江西定南县人，主要从事矿产资源管理工作，Email:315930683@qq.com。