中碳石墨精矿差异化利用技术研究--《中国地质科学院》2017年硕士论文
中碳石墨精矿差异化利用技术研究
【摘要】：我国石墨资源丰富,是世界上最大的生产天然石墨的国家,但主要生产石墨精矿和初级加工产品,用于制作深加工产品的石墨占全部产量的比例较小。针对这一问题,本论文以石墨差异化利用和提高精矿产品附加值为出发点,选择某加工厂中碳石墨精矿为研究对象,依据试样的粒度大小通过物理分级制备成+0.15mm、-0.15+0.074mm和-0.074mm三个粒级,+0.15mm和-0.15+0.074mm粒级石墨品位都在94%以上,只经过简单的分级工艺便由中碳石墨提高到高碳石墨的标准,产品价值提高,为石墨加工提供了一种无污染的方法,其余粒级产品仍可作为中碳石墨出售。为了进一步提高产品附加值,最大限度的达到差异化利用,可以根据不同粒级石墨矿石性质和固定碳含量的差异,有针对性地采用相应的选矿提纯方法。通过磨剥分级工艺和碱酸法的试验,探索+0.15mm粒级石墨矿和-0.15+0.074mm粒级石墨矿的提纯工艺,研究获取高品位石墨产品的技术。同时对-0.074mm粒级石墨矿进行浮选分离,使其达到高碳石墨的标准,为合理开发利用细鳞片中碳石墨资源提供一种可行的方法。+0.15mm粒级石墨矿采用碱酸法提高其固定碳含量,试验最佳工艺条件为:焙烧温度600℃C、焙烧时间60min、NaOH与石墨质量比为0.3、盐酸和石墨质量比为0.3、酸浸时间20min,最终精矿产品固定碳含量从95.57%提高至99.62%。-0.15+0.074mm粒级石墨矿先采用磨剥分级的物理方法进行处理,确定一段磨剥的最佳条件为:磨剥浓度35%、磨剥时间10min、磨机转速700r/min以及锆球充填量300g,精矿固定碳含量从94.41%提高至95.58%,回收率达到75.21%。在此基础上增加磨剥段数为三段,可以获得固定碳含量96.50%、回收率58.34%的石墨精矿。优化磨剥条件为:磨剥浓度35%、磨剥时间16min、磨机转速700r/min以及介质充填量500g,经三段磨剥后可以获得固定碳含量97.13%、回收率50.03%的精矿产品。磨剥分级工艺提纯石墨,能够充分保护石墨鳞片,没有环境污染,成本低廉,操作过程简单,是一种值得深入研究和推广的石墨提纯方法。以优化后的三段磨剥精矿为试验原料,确定碱酸提纯工艺的最优试验条件为:焙烧温度900℃C、焙烧时间60min、NaOH与石墨质量比为0.2、水浸时间60min、水浸温度60℃C、盐酸和石墨质量比为0.3、酸浸时间30min、酸浸温度40℃C,最终精矿产品固定碳含量从97.13%提高至99.72%。-0.074mm粒级石墨矿固定碳含量为88.72%,品位较低,采用浮选方法选别。进行了粗选试验、精选试验、中矿处理方式的研究,确定最终试验流程为:一次粗选、一次扫选、粗精矿三次磨矿三次精选,中矿3和中矿4合并后筛分分级,筛上+0.045mm粒级石墨矿返入精矿作为最终精矿产品,其余所有中矿直接作为中碳产品产出,扫选尾矿抛尾。粗选为不磨矿直接浮选流程,药剂制度为水玻璃500g/t、煤油250g/t、2#油130g/t、浮选浓度10%。精选磨矿条件为:磨矿浓度30%,磨机转速700r/min,锆球充填量300g,第一、二段磨矿时间为12min,第三段磨矿时间为15min。精选药剂制度为:第一次精选的煤油用量为150g/t,2#油用量为80g/t,第二次和第三次精选的煤油用量为100g/t,2#油用量为50g/t。扫选的煤油用量为125 g/t,2#油用量为60g/t。最终工艺流程可以获得品位94.07%,回收率64.78%的高碳石墨产品。
【关键词】：
【学位授予单位】：中国地质科学院【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2017【分类号】：TD985【目录】：
摘要5-7Abstract7-11第一章 绪论11-27 1.1 石墨的矿物学特征11-14 1.2 石墨资源概况14-19 1.3 石墨的选矿提纯工艺19-24 1.4 研究的目的及意义24-25 1.5 研究的内容25-27第二章 原矿性质研究27-37 2.1 原矿化学成分分析27 2.2 原矿矿物组成分析27-29 2.3 试验样品的制备29-30 2.4 试验矿样矿物组成特征30-36 2.5 小结36-37第三章 试验仪器设备、药剂及研究方法37-41 3.1 试验仪器设备及药剂37-38 3.2 试验研究方法38-41第四章 -0.15+0.074mm粒级石墨矿提纯试验研究41-61 4.1 磨剥分级试验研究41-46 4.2 多段磨剥试验研究46-47 4.3 磨剥条件优化探索试验47-50 4.4 磨剥机理分析50 4.5 磨剥试验小结50-51 4.6 磨剥精矿碱酸法试验研究51-59 4.7 碱酸法提纯试验机理分析59-60 4.8 碱酸法试验小结60-61第五章 -0.074mm粒级石墨矿选矿试验研究61-90 5.1 粗选条件试验研究61-71 5.2 一次精选试验71-75 5.3 精选磨浮段数试验研究75-80 5.4 中矿处理方式试验研究80-88 5.5 最终试验流程的确定88 5.6 结论88-90第六章 +0.15mm粒级石墨矿提纯试验研究90-97 6.1 碱熔工艺90-93 6.2 酸浸工艺93-95 6.3 碱酸法提纯试验机理分析95-96 6.4 小结96-97结论97-99致谢99-100参考文献100-106个人简历106
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