剪切絮凝浮选细粒石墨的研究

第21卷第6期 中 国 矿 业 VoL 21．NO．6 2012年6月 CHINA MINING MAGAZINE Jun． 2012 剪切絮凝浮选细粒石墨的研究 刘凤春 (山东理工大学，山东淄博255049) 摘要：剪切絮凝浮选是在高剪切条件下搅拌悬浮液团聚，然后再直接用浮选回收的一种选矿方法。 是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。本文主要研究用剪切絮凝浮选选别一200目细粒石墨，品位可以从89．57％提高到97％，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。 关键词：石墨；剪切絮凝；浮选 中图分类号：TD923+．3 文献标识码：A 文章编号：1004—4051(2012)06—0081—02 Research on shearing ocfloatation in fine grained graphite LIU Feng—chun (Shandong University of Technology，Zibo 255049，China) 瞄 ～一～～一一一～ 一～一～～一 一眦b呻k甜 一～一一一一 咄_蒌批h北 腻黑㈨删“ 蒜羞 篡罴怒～～一一～蛔一～一 ～一一一～一～№ 石墨广泛用于冶炼、机械、化工、电子、原 一 ．墨 ==慧一 一 m 法之一，被国内外许多学者应用于赤铁矿、菱锰 子能等工业，有导热、导电、耐高温、润滑性、 矿、石英、及磷灰石等矿物的研究[2。4]。本文研究 可塑性以及化学稳定性等良好的性能。我国的石 了用剪切絮凝的方法浮选细粒石墨，同时探讨了 墨选矿，一般经破碎、磨矿、粗选以及四次再磨、 煤油用量、剪切搅拌时间、搅拌速度、分散剂种 五次精选得到石墨精矿。品位一般在95％左右， 类及用量、pH值等对选别效果的影响。 具有工艺流程复杂、成本高等缺点。因此，本文 2实验材料与设备 主要研究用剪切絮凝浮选，将品位为89．57％的石 2．1试验矿样 墨经过剪切絮凝，然后再浮选，经过一次精选可 石墨：来自于湖北某石墨矿；粒级：一200 以得到品位为97％以上的石墨精矿。 目；品位89．57％。 1剪切絮凝 2．2试验药剂 在高剪切条件下搅拌，悬浮液可以团聚，这 捕收剂：煤油。 种团聚然后可直接用浮选回收。 起泡剂：28油。 Wayyen[13通过对白钨矿微粒与粗粒间及微粒 分散剂：六偏磷酸钠、水玻璃、酸化水玻璃 间聚团行为的研究，提出了剪切絮凝的概念。此 (水玻璃+H。So。)。 后，剪切絮凝逐渐成为超细粒矿物回收的有效方 2．3试验设备 1)搅拌槽：圆形有机玻璃槽(图1)。 收稿日期：2012—02—02 直径×高：14cm×18．5cm。 作者简介：刘凤春(1966一)，女，高级实验师，主要从事矿物加 工及固体废物综合利用。E-mail：fengchunzb@163．corn。 内有四块小有机玻璃片，长×宽×高：2cm× 82 中国矿业 第21卷 8cmX0．4cm。 表1煤油用量对浮选指标的影响 2)XJT一80浸出搅拌机，转速为950r／min； 501400r／min；1750r／rain。 lOO 3)XFD一63型单槽浮选机(1L)。 150 4)DC一5型真空过滤机。 200 2505)ZBl01—3A型干燥箱。 300 4．2搅拌机转速对浮选指标的影响 最佳的煤油用量为2009／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晌 图1搅拌槽示意图 3试验过程及流程 由于搅拌机转速为三档，分别为950r／min； 3．1试验过程 1400r／min、1750r／min。表2可知，当转速越大 称取石墨矿样309，放入有机玻璃槽内，加入 时，品位和回收率均很低。因此，选择搅拌机的 一定量的水，用搅拌机搅拌(转速可调)。加入煤 最佳转速为950r／min。 油搅拌一定时间，可形成稳定的絮团。然后，再 4．3搅拌时间对浮选指标的影响 将其倒入100目的筛子，筛上产物倒入浮选机内， 由于实际过程中，搅拌时间对浮选的影响不 加入一定的分散剂，搅拌3min，刮泡、过滤、烘 大，且实际中15～20min絮团形成。为了絮团更 干、化验。 加牢固，因此确定搅拌时间为20min。 3．2试验流程 4．4分散剂种类对浮选指标的影响 试验流程如图2所示。 在最佳搅拌时间、搅拌速度、煤油用量的条 石墨矿样 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3009／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 图2实验流程图 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 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／rain，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2009／t时，品位 (下转第87页)回收率最高，分别为95．31％、95．03％。 第6期 戴永禄，等：泡沫降尘新技术在官地矿掘进工作面的应用实践 87 2)提出泡沫降尘新应用工艺，利用井下现有 为工人身心健康和企业安全生产提供了保障，具 的压力水和压缩风流为源动力，通过发泡剂与有 有良好的经济效益和社会效益。 I 压水混合后，形成均匀的发泡液，在发泡器内利 参考文献 用流体静压和速压相互转化，实现发泡液与压缩 [1] 王德明．矿井通风与安全EM]．徐州：中国矿业大学出版 社，2007：369—372．风流的混合，并通过系列的射流、卷吸和紊流等 [2] 郑丽．我国每年5．7万名矿工患上尘肺病[J]．安全与健 作用，达到气液两相成泡，产生高性能泡沫，最 康．2011(1)：34． · 后通过在尘源周围布置泡沫喷头，在工作面空间 [3] 陆新晓，王德明，任万兴，等．泡沫降尘技术在掘进面的 和条件合适的地点制备泡沫，然后输送至喷头， 研究与应用[J]．矿业安全与环保．2012，39(1)：27 利用喷头良好的扩散性能达到降尘的目的，本工 —29． [4] 任万兴．煤矿井下泡沫除尘理论与技术研究[D]．徐州：艺操作简单、稳定可靠、特别能够适应井下狭小 中国矿业大学，2009． 的空间。 [5] 奚志林．粉尘特性及泡沫除尘机理研究[D]．徐州：中国 3)通过现场勘察和研究，确定了符合现场实 矿业大学，2006． 际的应用工艺，最后在综掘面现场构建了泡沫降 [6] 陆新晓，王德明，任万兴，等．泡沫降尘技术在转载点的 尘系统并进行了工业性试验。测试结果表明，在 研究与应用EJ]．煤矿安全，2011，42(6)：1—4． [7] 黄本斌，王德明，时国庆，等．泡沫除尘机理的理论研究司机侧，使用泡沫降尘时全尘及呼吸性粉尘浓度 [J3．工业安全与环保．2008，34(5)：13—15． 分别为141．2mg／m3和54．6mg／m3，降尘效率分别 [8] 陈明绍，吴光兴，张大中，等．降尘技术的基本理论与应 为82．13％和84．82％，降尘效率是外喷雾2．18倍 用[M]．北京：中国建筑工业出版社，1981． 和2．2倍，且外喷雾存在用水量大，恶化作业面环 境的弊端。使用泡沫降尘显著降低了粉尘浓度， 米米米米米米米米米米米米米米米米米桨米米米米米米米米米米栗米米米米米米1||e米米米米米米米米米米米米米 (上接第82页) 可以得到最佳的条件为：煤油用量为2009／t；搅 由表4可知，最佳的六偏磷酸钠用量为3009／t。 拌机转速为950r／min；搅拌时间为20min，分散 4．6 pH值对浮选指标的影响 剂为六偏磷酸钠，用量为3009／t；最佳的pH值 在最佳搅拌时间、搅拌速度、煤油用量和分散 为8。 剂用量的条件下，进行pH值实验，结果见表5。 2)用剪切絮凝浮选，可以得到最佳石墨品位 表5 PH值对浮选指标的影响 为97．11％、回收率为86．07％的石墨精矿。 I pH值 产率／％ 品位／％ 回收率／％ 参考文献 85．33 [1] Warre L．J．Sheor—flocculation of untrafine scheehre in SO— 85．89 diurn olente solution[J]．Journal of Colloid and nterface 85．91 science，1975．50(2)，307． 86．07 [2] 曹明礼，陈礼永，龚文琪，等．用剪切絮凝法脱除高岭土 84．35 中赤铁矿Ejll．中国有色金属学报，2000，10(6)：934 —936．由表5可知，随着pH值的增加，品位、回收 [3] R．D．帕斯科，E．x尔蒂．用油酸钠对赤铁矿进行剪切 率都有所增加，但当pH值大于8时，品位、回收 絮凝与浮选研究(一) [J]．选矿技术，1999(1)：41 率均有所下降。因此，最佳的pH值为8。 —44． 5 结论 [4] 陈礼永，袁继祖．剪切絮凝机理的理论探讨[J]．景德镇 1)通过对细粒石墨剪切絮凝的实验研究， 陶瓷学院学报，1995，16(2)：2—12．