1.本發(fā)明屬于選礦技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種石墨礦浮選藥劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

2.近年來，石墨特別是大鱗片晶質(zhì)石墨由于其優(yōu)異的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、高化學(xué)穩(wěn)定性等特點已成為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)及核電領(lǐng)域的關(guān)鍵資源。尤其隨著石墨烯研究熱度的暴漲及其在高精尖領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，石墨烯原料——石墨礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用日益引發(fā)關(guān)注，石墨礦選礦須向清潔高效、環(huán)境友好方向發(fā)展。

3.傳統(tǒng)石墨礦選礦工藝由于石墨礦選廠普遍產(chǎn)能較小、社會關(guān)注度不高等原因，存在照抄照搬金屬礦(如銅、鉛、鋅等大宗礦產(chǎn))選別工藝的現(xiàn)象。因此在石墨礦浮選藥劑方面并沒有過多針對石墨礦產(chǎn)資源的專項研究，工業(yè)生產(chǎn)中采用的浮選藥劑也比較單一。就目前技術(shù)現(xiàn)狀而言，絕大多數(shù)石墨礦選廠采用的捕收劑以煤油、柴油為主，起泡劑以2#油、bk201和雜醇為常用品。至于別的一些藥劑如mibc、液體石蠟以及mb25、mf和gb 等代號藥劑因為價格昂貴或者適用范圍較窄或者效果不穩(wěn)定等因素，導(dǎo)致這些藥劑在實際應(yīng)用中比較少見。

4.目前石墨礦選廠采用的煤油、柴油、2#油、bk201等藥劑雖然應(yīng)用范圍較廣，但由于全社會環(huán)保理念的增強，在如下方面仍然存在很大的提升空間：1、存在刺激性氣味；上述藥劑由于水溶性較差且易于揮發(fā)，造成工業(yè)生產(chǎn)過程中廠房內(nèi)外刺激性氣體彌漫，不僅造成了藥劑的不必要浪費，也對現(xiàn)場工人的健康造成一定侵害。2、價格日益提高；上述藥劑由于生產(chǎn)原料具有不可再生性，因此原料供給不確定性增加，從而導(dǎo)致價格日益提高，這也需要提高上述藥劑的利用效率或者尋找更為經(jīng)濟的替代品。

5.石墨礦選礦不同于其他礦。石墨礦以外的絕大多數(shù)礦石在采用浮選工藝時根據(jù)不同的礦石性質(zhì)，磨礦次數(shù)大部分在2～3次，精選次數(shù)大部分為 3～5次，最多約為7次(如鉬礦)；然而，石墨礦浮選工藝往往采用10次磨礦、11次精選，更有甚者，達到了12次磨礦、13次精選，約為其他礦最長工藝的2倍。之所以石墨礦有如此特點，是因為石墨精礦的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中較其他礦多了一個也是非常重要的指標(biāo)——產(chǎn)品粒度分布，即大鱗片(粒徑大于0.15mm)率越高，產(chǎn)品品級越高；-325目(粒徑小于0.045mm)含量越少，產(chǎn)品品級越高。這就造成在現(xiàn)有技術(shù)條件下，單次磨礦力的輸入不能較大，從而減少磨礦引起的鱗片破壞。除此之外，現(xiàn)有藥劑的富集比還有必要得到增強，以便于快速提高精礦品位以減少磨礦段數(shù)?；谏鲜? 點，在現(xiàn)有技術(shù)條件下，要得到合格產(chǎn)品，磨選次數(shù)必然較多，這也是目前在采用現(xiàn)有藥劑的基礎(chǔ)上減少一次磨礦次數(shù)或者減少一次精選次數(shù)難度非常大的緣由。

6.有鑒于上述技術(shù)現(xiàn)狀的不足，本發(fā)明從提高藥劑水溶性和選別富集比進而提高其利用效率、降低藥劑成本、縮短工藝流程、增強環(huán)境友好性等角度另辟蹊徑，特提出本發(fā)明。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

7.針對上述問題，本發(fā)明提供一種石墨礦浮選藥劑。該浮選藥劑包括：動物毛發(fā)、表

面活性劑、柴油和起泡劑。

8.作為本發(fā)明進一步的改進，浮選藥劑按重量計，包括：動物毛發(fā)60～75 份、表面活性劑10～15份、柴油5～10份和起泡劑5～10份。

9.作為本發(fā)明進一步的改進，動物毛發(fā)的粒徑為0.001～1mm。

10.作為本發(fā)明進一步的改進，動物毛發(fā)的粒徑為0.001～0.06mm；具體的，動物毛發(fā)的粒徑為0.001～0.053mm為宜，隨著動物毛發(fā)粒徑的降低浮選藥劑的浮選效果增強。動物毛發(fā)在粉碎過程中盡量在室溫、干燥的環(huán)境中進行，以避免動物毛發(fā)因濕度變化或溫度變化較大而造成有效組分流失或失效。

11.作為本發(fā)明進一步的改進，動物毛發(fā)選用貼近動物毛皮處的動物毛發(fā)，并且優(yōu)選最貼近動物毛皮處的動物毛發(fā)，越貼近動物毛皮處的動物毛發(fā)上往往帶有更多的油脂，動物毛發(fā)上的油脂有助于提高選別富集比。

12.作為本發(fā)明進一步的改進，動物毛發(fā)可以用動物毛發(fā)類似物進行全部或者部分替代。

13.作為本發(fā)明進一步的改進，動物毛發(fā)類似物包括：甘油三酯、脂肪酸、磷脂和酯化膽固醇，該動物毛發(fā)類似物可由甘油三酯、脂肪酸、磷脂和酯化膽固醇等按照一定比例混合制備得到。

14.作為本發(fā)明進一步的改進，表面活性劑為烷基磺酸鹽、月桂醇硫酸鹽、烷基苯磺酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯(3)醚中的一種或多種混合物。

15.作為本發(fā)明進一步的改進，起泡劑為bk201、bk204、bc、mibc、松醇油中的一種或多種混合物。bk201、松醇油由于產(chǎn)生的泡沫粘度較大，故更適用在石墨礦浮選粗選階段的浮選藥劑中；bk204、bc、mibc由于產(chǎn)生的泡沫粘度稍弱于bk201和松醇油，故更適用在石墨礦浮選精選階段的浮選藥劑中。

16.本發(fā)明還提供一種制備上述浮選藥劑的方法，該制備方法包括：

17.步驟一、將表面活性劑置于水中，溶解，靜置；

18.步驟二、向步驟一中的溶液中加入柴油和起泡劑，混合均勻，靜置；

19.步驟三、向步驟二中的混合液中加入動物毛發(fā)，攪拌，靜置，抽取上層懸浮液轉(zhuǎn)移至另一個容器中，密封保存，得到浮選藥劑。

20.作為本發(fā)明進一步的改進，步驟一中溶液需靜置5min。

21.作為本發(fā)明進一步的改進，步驟二中混合液需靜置10min。

22.作為本發(fā)明進一步的改進，步驟三中混合液攪拌20min，并再靜置1h。

23.作為本發(fā)明進一步的改進，上述制備方法中浮選藥劑按重量計，包括：動物毛發(fā)60～75份、表面活性劑10～15份、柴油5～10份和起泡劑5～10份。

24.作為本發(fā)明進一步的改進，上述制備方法中浮選藥劑中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％～30％。

25.該制備方法的思路是先將表面活性劑溶于水中制成溶液，從而產(chǎn)生大量氣泡，此時氣泡中夾帶大量水，且氣泡脆性過強，韌性不足；繼續(xù)添加柴油和起泡劑，目的是減小氣泡尺寸，增加氣泡數(shù)量，增強氣泡韌性；最后添加數(shù)倍的微細(xì)粒(0.001～1mm)的動物毛發(fā)，一方面給氣泡裹上“裝甲”，增強氣泡負(fù)載能力，旨在提高泡沫的體積密度，另一方面利用其疏水橋連作用增強礦化氣泡之間的聚合力同時利用自身與氣泡之間構(gòu)成的空隙為脈石的

脫落提供便利，從而提高富集比，增強泡沫的選擇性。

26.與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種石墨礦浮選藥劑具有成本低、對環(huán)境友好和提高選別富集比的優(yōu)點；本發(fā)明提供的上述浮選藥劑的制備方法具有操作簡單和生產(chǎn)成本低的優(yōu)點。

具體實施方式

27.下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明的實施方案進行詳細(xì)描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，下列實施例僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限制本發(fā)明的范圍。實施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進行。

28.實施例一、制備石墨礦浮選藥劑

29.將15份十二烷基苯磺酸鈉置于80ml的30℃溫水中，充分溶解，靜置約5min；依次加入10份柴油和10份bk201，混合均勻，靜置約10min；加入0.001～0.053mm的動物毛發(fā)65份，磁力攪拌20min后靜置約1h，除容器底部少量殘渣外將懸浮液轉(zhuǎn)移至另一潔凈容器中，密封保存。經(jīng)核算，溶液的主要組分(十二烷基苯磺酸鈉、柴油、bk201和動物毛發(fā))質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和為74.33％。

30.實施例二、制備石墨礦浮選藥劑

31.將10份月桂醇硫酸鈉置于80ml的30℃溫水中，充分溶解，靜置約 5min；依次加入15份柴油和10份松醇油，混合均勻，靜置約10min；加入 0.001～0.053mm的動物毛發(fā)65份，磁力攪拌20min后靜置約1h，除容器底部少量殘渣外將懸浮液轉(zhuǎn)移至另一潔凈容器中，密封保存，得到浮選藥劑，該藥劑為捕收劑1。經(jīng)核算，捕收劑1中主要組分(月桂醇硫酸鈉、柴油、松醇油和動物毛發(fā))質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和為85.76％。

32.實施例三、制備石墨礦浮選藥劑

33.將10份月桂醇硫酸鈉置于80ml的30℃溫水中，充分溶解，靜置約 5min；依次加入15份柴油和10份bk204，混合均勻，靜置約10min；加入0.001～0.053mm的動物毛發(fā)65份，磁力攪拌20min后靜置約1h，除容器底部少量殘渣外將懸浮液轉(zhuǎn)移至另一潔凈容器中，密封保存，得到浮選藥劑，該浮選藥劑為捕收劑2。經(jīng)核算，捕收劑2中主要組分(月桂醇硫酸鈉、柴油、bk204和動物毛發(fā))質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和為75.33％。

34.實施例四、石墨礦浮選對比試驗一

35.取我國黑龍江某地的石墨礦作為試驗礦樣，該礦樣固定碳含量約為 13.5％。將該礦樣粗磨至粒徑小于0.15mm的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％后將其平均分成兩份，一份礦樣采用傳統(tǒng)工藝浮選藥劑(25g/t柴油+25g/t bk201)進行石墨礦浮選，另一份礦樣采用實施例一制備的浮選藥劑(藥劑用量同為 50g/t)進行石墨礦浮選，工藝流程均為經(jīng)一次粗選得到粗選精礦和粗選尾礦。試驗結(jié)果如表1所示。

36.表1對比試驗表

[0037][0038]

從表1可以看出，采用實施例一制備的浮選藥劑，在與傳統(tǒng)工藝藥劑相同用量時，粗選精礦產(chǎn)率雖然有所降低，但固定碳含量和回收率均有大幅度提高，充分表明本發(fā)明浮選藥劑的高富集比的特點。

[0039]

實施例五、石墨礦浮選對比試驗二

[0040]

取我國黑龍江某地的石墨礦作為試驗礦樣，該礦樣固定碳含量約為 6.70％。將該礦樣平均分成兩份，一份礦樣采用傳統(tǒng)工藝浮選藥劑(柴油+ 松醇油)進行石墨礦浮選，經(jīng)1次粗磨粗選得到粗選精礦和粗選尾礦，粗選精礦經(jīng)8次再磨、9次精選得到精礦，粗選尾礦經(jīng)1次掃選得到掃選中礦和尾礦，在粗選、精選、掃選作業(yè)均添加一定量浮選藥劑；另一份礦樣采用捕收劑1和捕收劑2作為浮選藥劑，經(jīng)1次粗磨粗選得到粗選精礦和粗選尾礦，粗選精礦經(jīng)8次再磨、9次精選得到精礦，粗選尾礦經(jīng)1次掃選得到掃選中礦和尾礦，并且在粗選和掃選作業(yè)時使用捕收劑1，在精選作業(yè)時使用捕收劑2，但各作業(yè)的藥劑用量與傳統(tǒng)工藝浮選藥劑用量相同，同時各段磨礦產(chǎn)品的粒度與傳統(tǒng)工藝相當(dāng)。試驗結(jié)果分別如表2、表3所示。

[0041]

表2采用傳統(tǒng)工藝浮選藥劑的試驗結(jié)果

[0042]

產(chǎn)品名稱產(chǎn)率，％固定碳，％回收率，％精礦6.9380.0080.82掃選中礦3.431.010.51精1中礦5.891.110.95精2中礦4.172.521.53精3中礦2.882.561.07精4中礦2.142.840.89精5中礦1.315.000.96精6中礦0.9111.141.48精7中礦0.3820.811.16精8中礦0.2040.361.18精9中礦0.1157.890.93尾礦71.640.828.53原礦100.006.86100.00

[0043]

表3采用捕收劑1和捕收劑2的試驗結(jié)果

[0044][0045][0046]

采用傳統(tǒng)工藝浮選藥劑進行浮選得到的最終精礦固定碳含量僅80％ (此時因為品位太低，不符合現(xiàn)行產(chǎn)品的》90％的一般標(biāo)準(zhǔn)，大鱗片率表征已無意義)，而采用同等藥劑用量條件下本發(fā)明的浮選藥劑，經(jīng)相同選別工序，最終固定碳含量為94.48％，符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，提升了近15個百分點，且大鱗片(+0.15mm)率高達12％、-325目含量7.17％，好于目前現(xiàn)有技術(shù)的平均水平(同一礦區(qū)，固定碳含量為13.5％左右的原礦經(jīng)選別最終精礦大鱗片率約為15％、-325目含量約為18％，在原礦固定碳降低近一半的情況下能實現(xiàn)大鱗片率12％、-325目含量7.17％，說明選擇性良好，富集比較高，品位的快速提升有利地保護大鱗片)，按照公知，同一礦區(qū)的石墨礦精礦產(chǎn)品的大鱗片率往往與原礦固定碳品位呈正相關(guān)，這是因為原礦固定碳品位越高，磨礦、選別次數(shù)也會相應(yīng)減少，從而更有利于保護石墨鱗片，得到較高的大鱗片率。

[0047]

實施例六、藥劑氣味對比

[0048]

為了解決當(dāng)前技術(shù)條件下所用藥劑的較大刺激性氣味的問題，本發(fā)明提出的石墨礦浮選藥劑在揮發(fā)性有機物含量voc(g/kg)安全環(huán)保指標(biāo)上具有較大優(yōu)勢，刺激性氣味遠(yuǎn)低于現(xiàn)有柴油、松醇油等藥劑。按照相同的 voc值測試方法測定的捕收劑1、捕收劑2、柴油和松醇油的voc值如表 4所示。

[0049]

表4voc測定結(jié)果

[0050][0051][0052]

從表4可以明顯看出，本發(fā)明制備的捕收劑1和捕收劑2均遠(yuǎn)低于柴油、松醇油等常

規(guī)藥劑的voc值，這也能證明刺激性氣味的減弱。

[0053]

結(jié)論：

[0054]

本發(fā)明公開的一種石墨礦浮選藥劑及其制備方法的有益效果如下：

[0055]

(1)石墨礦浮選藥劑中主要組分為微細(xì)粒的動物毛發(fā)，占比達到60～75 份，大大降低了傳統(tǒng)藥劑組合中柴油和起泡劑的占比；同時，采用動物毛發(fā)不但有助于實現(xiàn)固廢資源化高值利用，而且通過其自身特性，提高選別富集比，從而提升石墨選礦效率和質(zhì)量；

[0056]

(2)石墨礦浮選藥劑在使用噸耗上與傳統(tǒng)藥劑組合相當(dāng)，同時原料來源更廣泛、價格更低廉，從而大大降低藥劑的使用成本；

[0057]

(3)石墨礦浮選藥劑中柴油、起泡劑組分的水溶性大幅度提升，加上二者用量的降低，從而從源頭上減少刺激性氣體的產(chǎn)生，對環(huán)境更友好；

[0058]

(4)石墨礦浮選藥劑的制備方法操作簡單，生產(chǎn)成本低。技術(shù)特征：

1.一種石墨礦浮選藥劑，其特征在于，所述浮選藥劑包括：動物毛發(fā)、表面活性劑、柴油和起泡劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮選藥劑，其特征在于，所述浮選藥劑按重量計，包括：動物毛發(fā)60～75份、表面活性劑10～15份、柴油5～10份和起泡劑5～10份。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮選藥劑，其特征在于，所述動物毛發(fā)的粒徑為0.001～1mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮選藥劑，其特征在于，所述動物毛發(fā)選用貼近動物毛皮處的動物毛發(fā)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮選藥劑，其特征在于，所述動物毛發(fā)用動物毛發(fā)類似物進行全部或者部分替代；所述動物毛發(fā)類似物包括：甘油三酯、脂肪酸、磷脂和酯化膽固醇。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮選藥劑，其特征在于，所述表面活性劑為烷基磺酸鹽、月桂醇硫酸鹽、烷基苯磺酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯(3)醚中的一種或多種混合物。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮選藥劑，其特征在于，所述起泡劑為bk201、bk204、bc、mibc、松醇油中的一種或多種混合物。8.一種制備如權(quán)利要求1-7任一項所述浮選藥劑的方法，其特征在于，所述制備方法包括：步驟一、將表面活性劑置于水中，溶解，靜置；步驟二、向步驟一中的溶液中加入柴油和起泡劑，混合均勻，靜置；步驟三、向步驟二中的混合液中加入動物毛發(fā)，攪拌，靜置，抽取上層懸浮液轉(zhuǎn)移至另一個容器中，密封保存，得到浮選藥劑。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述浮選藥劑按重量計，包括：動物毛發(fā)60～75份、表面活性劑10～15份、柴油5～10份和起泡劑5～10份。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述浮選藥劑中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％～30％。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開一種石墨礦浮選藥劑及其制備方法。該浮選藥劑包括：動物毛發(fā)、表面活性劑、柴油和起泡劑；具有成本低、對環(huán)境友好和提高選別富集比的優(yōu)點。該制備方法為將表面活性劑置于水中，溶解，靜置；再加入柴油和起泡劑，混合均勻，靜置；最后加入動物毛發(fā)，攪拌，靜置，將上層懸浮液轉(zhuǎn)移至另一個容器中，密封保存，得到浮選藥劑。該制備方法具有操作簡單和生產(chǎn)成本低的優(yōu)點。本低的優(yōu)點。

技術(shù)研發(fā)人員：錢志博 王炯輝 申士富 朱陽戈 劉海營 王金玲 宋振國 陳道貴 趙志強

受保護的技術(shù)使用者：五礦勘查開發(fā)有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2022.05.12

技術(shù)公布日：2022/8/19