鳞片石墨浮选行为及新工艺研究

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1、（申请工学博士学位论文）鳞片石墨浮选行为及新工艺研究培养单位：资源与环境工程学院学科专业：矿物加工工程研究生：邱杨率指导教师：余永富院士张凌燕教授2016年12月I分类号密级UDC学校代码10497学位论文题目鳞片石墨浮选行为及新工艺研究英文ResearchofFlotationBehaviorsandNewTechnologyonFlaky题目Graphite研究生姓名邱杨率姓名余永富职称教授学位指导教师单位名称资源与环境工程学院邮编430070姓名张凌燕职称教授学位博士副指导教师单位名称资源与环境工程学院邮编430070申请学位级别博士学科专业名称矿物加工工程论文提交时间2016年11月

2、论文答辩时间2016年12月学位授予单位武汉理工大学学位授予时间2016年月答辩委员会主席张一敏评阅人高惠民沈上越2016年12月IIClassifiedIndex:Ph.D.DissertationResearchofFlotationBehaviorsandNewTechnologyonFlakyGraphiteDoctoralCandidate:QiuYangshuaiSupervisor:Prof.YuYongfuProf.ZhangLingyanAcademicDegreeAppliedfor:DoctorofEngineeringSpecialty:MineralProcessi

3、ngEngineeringDateofOralExamination:Nov2016DateofOralSubmission:Oct2016UnitofDegreeConferred:WuhanUniversityofTechnologyWuhanUniversityofTechnologyWuhan430070,Hubei,P.R.ChinaDec2016IIIIV摘要鳞片石墨是一种具有优越性能的战略性非金属矿产，广泛应用于各个领域，尤其是石墨烯在新兴领域应用研究取得的进展，进一步带动了石墨选矿的深入研究。国内细鳞片石墨资源量大、难选，如何获得高品质精矿是细鳞片石墨选矿的重要研究课题，其对

4、生产实践具有重要的理论价值，对实际应用具有指导意义。论文以江西上饶细鳞片石墨矿和莫桑比克大鳞片石墨矿为例，针对两者选矿工艺及精矿质量的较大差异，围绕鳞片石墨浮选中石墨晶体结构对浮选的影响、石墨的聚团、粒度对浮选速率的影响、脉石矿物在精矿中的夹带等问题，以单矿物为研究对象，研究了鳞片石墨的浮选特征、脉石矿物进入精矿的机制及脉石矿物浮选夹带行为，分析了细鳞片石墨难浮的主要原因；针对江西上饶细鳞片石墨矿石采用选择性聚团浮选和正-反浮新工艺进行浮选，提高了精矿技术指标；采用XRD、XPS、Zeta电位、UV-vis光谱法和激光粒度分析等测试分析方法对石墨的矿物晶体结构特征、表面特性等进行了表征，对P

5、ACl聚团机理、反浮选药剂作用机理等进行了系统的分析研究。采用阶段磨浮的传统石墨选矿工艺，上饶矿石经过一次粗磨粗选五次再磨六次精选，石墨精矿固定碳含量89.22%，回收率92.15%；莫桑比克矿石经过一次粗磨粗选两次再磨三次精选，石墨精矿固定碳含量97.34%，回收率94.23%，两种矿石可选性差异明显，导致差异的主要原因为：1、不同产地矿石中石墨矿物晶体结构层边缘存在的含氧基团（如羟基、羧基等）的差异导致其晶胞参数、石墨化度、3R多型含量不同，直接影响石墨可浮性，与大鳞片石墨矿石相比，细鳞片石墨化度较低，其可浮性较差；2、细粒级鳞片石墨的浮选速率低于粗粒级，且在细鳞片石墨浮选时，细粒级石墨

6、的存在影响其中粗粒级的浮选速率，导致粗粒级浮选速率降低，细鳞片石墨可选性比大鳞片石墨差。对鳞片石墨及脉石矿物的浮选性质、矿物颗粒间的相互作用、单矿物混合浮选试验的研究结果表明，脉石矿物进入鳞片石墨精矿的主要途径为泡沫夹带和夹杂。通过Warren法测定，进入精矿中的脉石矿物，约7%通过夹杂进入，约93%通过夹带进入。对鳞片石墨浮选中脉石矿物夹带行为的研究，表明粒度和矿浆浓度均显著影响脉石矿物的夹带，随着粒度的减小和矿浆浓度的升高，脉石矿物的夹带回收率和水回收率均会升高；疏水性较强的鳞片石墨对夹带的影响比亲水性脉石矿物更强烈，单矿物混合矿物浮选时，脉石矿物的夹带更严重。PACl能使水中的云母聚团

7、，增大其表观粒径，提高其沉降率；在pH=7，PACl浓度为400mg/L时，云母沉降率最高；实际矿石浮选时加入PACl，能明显提高精矿固定碳含量和回收率，减少脉石矿物夹带；闭路流程石墨精矿的固定碳含量V为91.28%，回收率为91.89%，精矿固定碳含量比传统浮选流程高2.06%，回收率差别不大；Zeta表面电位测试结果表明PACl以静电引力和表面沉淀的方式吸附于云母表面，通过电中和机制使云母发生聚团。为减少