摘 要

石墨是一种重要的非金属矿物，在工业领域中应用广泛。随着人们对石墨资源利用的深入，石墨尤其是大鳞片石墨资源越来越少，加强对鳞片石墨的利用具有重大战略意义。莫桑比克卢里奥大鳞片石墨矿固定碳含量偏低，为14.68%，论文针对该矿石进行浮选试验研究以确定适宜的综合回收石墨试验流程。

采用XRD和XRF对原矿进行矿物工艺学研究，结果表明，原矿除固定碳外，主要化学组分SiO₂含量为69.85%，主要矿物包括石墨、石英、长石类、金红石和黄铁矿等。

试验确定原矿适宜粗选条件为：粗磨磨矿细度-0.300mm粒级含量46.88%，捕收剂煤油用量176g/t，起泡剂2^#油用量148g/t。在此基础上对粗精矿进行再磨细度试验以及浮选开路试验，最终获得产率15.08%，固定碳含量97.09%， 0.074mm含量93.87%，回收率95.87%的石墨精矿以及固定碳含量为0.27%的石墨尾矿。所得石墨精矿指标达到高碳石墨要求，为合理利用大鳞片石墨资源提供技术方案。

关键词：石墨；磨矿；浮选；开路

Abstract

As an important nonmetal mineral, Graphite is widely used in the industry field. With the further utilization of graphite resources, graphite, especially large flake graphite resources is becoming less and less, so it is of great strategic significance to strengthen the utilization of flake graphite. The content of the fixed carbon in Mozambique Lurio is pretty low as the content of 14.68%. In this paper, the flotation test of the ore is carried out in order to determine the appropriate process of recovering graphite.

The material technology researched by XRD and XRF on graphite ore in Mozambique Lurio shows that impurities were mainly SiO₂ with the content of 69.85% except for the fixed carbon and main minerals included graphite, quartz, feldspar, rutile and pyrite.

The roughing experiments were determined by following conditions: The content of less than 0.300mm was 46.88% in roughing grinding fineness., the dosage of collector kerosene was 176 g/t, and the dosage of 2^# oil was 148 g/t. Under the certain conditions of roughing, the test of the grinding fineness of the rough concentrate was conducted, so as the open-circuit test. With the recommended open circuit process, an indicator was showed as follows: the rate of the concentrate is 15.08%, the fixed carbon content is 97.09%,the content of more than 0.074mm accounted for 93.87%, recovery is 95.68%, and the fixed carbon content of the tailing is 0.27%. By the flotation test, we can make sure that the grade of final concentrate reaches to the national high-carbon standards, so that we can offer technical solutions for the rational use of the large flake graphite resources.

Key Words: graphite; grinding; floatation; open-circuit

目 录

第1章绪论 1

1.1前言 1

1.2石墨的结构、性质及用途 1

1.2.1石墨的结构 1

1.2.2石墨的工艺性质 1

1.2.3石墨的工业应用 2

1.3石墨矿石及特征 3

1.4世界石墨的资源分布及类型 3

1.4.1世界石墨的分布及开发现状 3

1.4.2我国的石墨开发 3

1.4.3我国的石墨消费结构及存在问题 4

1.5石墨的选矿工艺 4

1.5.1大鳞片状石墨的选矿工艺 4

1.5.2细鳞片状石墨的选矿工艺 5

1.5.3土状石墨的选矿工艺 6

1.6本课题的研究意义及主要内容 6

1.6.1本课题研究的意义 6

1.6.2本课题的主要研究内容 6

第2章试样的制备、主要设备、药剂及测试方法 7

2.1试验样品的制备 7

2.2试验用主要仪器及设备 7

2.3浮选药剂种类与用途 8

2.4固定碳测定方法 8

第3章矿石的性质分析 9

3.1矿石的化学成分 9

3 2矿石的矿物组成特征 9

3.3 石墨的嵌布特征 10

3.4原矿XRD物相分析 11

3.5矿石的矿物组成 11

3.6矿石性质小结 11

第4章选矿试验研究 13

4.1粗选条件试验 13

4.1.1 磨矿时间试验 13

4.1.2 磨矿细度试验 14

4.1.3 煤油用量试验 16

4.1.4 2^#油用量试验 18

4.1.5 粗选试验小结 20

4.2再磨Ⅰ磨矿细度试验 20

4.3 开路试验 23

4.3.1 开路试验（一） 23

4.3.2 开路试验（二） 25

4.3.3 开路试验（三） 26

4.3.4 开路试验（四） 28

4.3.5 开路试验（五） 29

4.3.6 开路试验（六） 31

4.4 推荐试验流程工艺参数 32

4.5精矿性质 33

4.5.1 精矿质量分析 33

4.5.2 精矿干燥试验 34

4.6尾矿性质 35

4.6.1 尾矿化学多元素分析 35

4.6.2 尾矿筛分分析 35

4.6.3 尾矿沉降试验 35

第5章结论 37

参考文献 38

致 谢 39

附录A石墨显微镜图片 40

附录B石墨SEM照片 43

第1章绪论

1.1前言

石墨是具有优异的导电、导热性，以及化学稳定性和高温稳定性的重要非金属矿物资源，也是本世纪最有希望的材料之一^[1]。石墨发展方向越来越广泛，也正在逐步代替部分金属材料和其他非金属材料，成为适应性越来越强的材料。特别是近年来，石墨在节能环保材料、高度装备制造、新材料领域的应用，使石墨备受关注，成为研究领域的一大热点^[2]。

在工业应用中，所用石墨多为中碳石墨、高碳石墨、高纯石墨或超纯石墨。而自然界中纯净的石墨几乎不存在，常含有SiO₂、Al₂O₃、FeO、MgO、P₂O₅、CuO、V₂O₅、SO₃等化学组分杂质，有时还含有H₂O、沥青、粘土等^[3]。须对低品味石墨矿石进行选矿和高品位的石墨精矿提纯，以满足工业应用要求。

1.2石墨的结构、性质及用途

1.2.1石墨的结构

石墨是碳元素的结晶矿物之一，是典型的层状矿物，晶体结构复杂，其同素异形体有金刚石、C、C₆₀等。石墨的碳原子排列成六方网状，每个碳原子与其他三个碳原子相连，形成sp2杂化，其间距为1.42Å。石墨上层面网的碳原子与下层面网的碳原子形成六方环的中心重合，层与层之间的距离为3.35Å。石墨层间距和面间距的不同导致了石墨的各向异性^[4]。