本發(fā)明屬于礦物加工，具體而言，涉及一種納米氣泡聯(lián)合同步超聲浮選提純微細粒鱗片石墨礦的方法。

背景技術：

1、石墨作為一種極具戰(zhàn)略價值的資源，憑借其獨特的結構以及導熱、導電、潤滑、耐高溫且化學性質穩(wěn)定等諸多突出特點，在新能源、電子、醫(yī)療、冶金以及航空航天等眾多領域得到了廣泛應用。它已然成為現(xiàn)代工業(yè)和高新技術產業(yè)發(fā)展進程中不可或缺的非金屬材料，在全球經濟發(fā)展中占據(jù)著愈發(fā)重要的地位。

2、隨著經濟的快速發(fā)展，對石墨的需求持續(xù)增加，傳統(tǒng)的粗粒石墨資源逐漸減少，微細粒石墨成為石墨資源的重要補充，充分利用微細粒石墨資源可以緩解石墨資源的供需矛盾，保障產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。而且隨著石墨的不斷開采，許多地方的石墨礦呈現(xiàn)出細貧雜的特點，導致解離不充分，因此多采用多段磨礦促進解離，從而導致產生了大量微細粒石墨，而這部分資源提純困難，導致資源浪費嚴重。

3、現(xiàn)有技術如專利一種高效提純煤系石墨的方法(公開號為：cn115043399a)，其包括以下步驟：(1)將煤系石墨依次進行電化學氧化和微波加熱，得到膨脹微晶石墨；(2)將所述步驟(1)得到的膨脹微晶石墨與水混合后進行超聲，得到石墨礦漿；(3)將所述步驟(2)得到的石墨礦漿進行納米氣泡浮選，得到石墨精礦。所述步驟(3)中納米氣泡浮選的浮選條件為：充氣量0.5～2.0l/min，給礦速度0.5～2.0l/min，泡沫層厚度200～500mm，沖洗水流速0.5～2.0l/min，石墨礦漿的ph值9～10。該技術能處理固定碳含量為80％左右的原料時，能得到固定碳含量為90～97％左右的產品。相對于原料而言，產品中固定碳含量僅為原料的1.12-1.25倍。

技術實現(xiàn)思路

1、針對傳統(tǒng)的石墨浮選方法在處理細粒鱗片石墨時往往面臨著一些挑戰(zhàn)。一方面，細粒鱗片石墨由于粒度小，比表面積大，在浮選過程中容易與脈石礦物混雜，分離難度較大；另一方面，常規(guī)浮選方法的效率和選擇性有限，浮選過程效率低、固定碳富集程度低。本發(fā)明提供了一種納米氣泡聯(lián)合同步超聲浮選提純微細粒鱗片石墨礦的方法，旨在有效分離微細粒鱗片石墨與脈石礦物，并且增強浮選效率，同時提高精礦的固定碳回收率和大幅度提高精礦的固定碳含量。

2、為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明首次提出一種納米氣泡聯(lián)合同步超聲浮選提純微細粒鱗片石墨礦的方法，其包括以下步驟：

3、(1)將固定碳含量小于等于30％的微細粒鱗片石墨加入浮選槽中與水按礦漿濃度8wt.％～20wt.％的比例混合，打開攪拌開關使礦漿混合均勻，制得礦漿；

4、(2)向步驟(1)所述礦漿中插入超聲探頭，打開超聲波發(fā)生器進行同步超聲處理，并攪拌3～5min；

5、(3)向上述礦漿中加入ph調整劑，調整礦漿ph至7～10，并攪拌2～5min；

6、(4)向上述調整ph后的礦漿中按用量700～1200g/t、優(yōu)選為800～1000g/t加入抑制劑，并攪拌2～5min；

7、(5)向上述加入抑制劑的礦漿中按用量260～420g/t、優(yōu)選為280～380g/t、進一步優(yōu)選為340～360g/t加入捕收劑，并攪拌2～5min；

8、(6)向上述加入捕收劑的礦漿中按用量150～320g/t、150～180g/t加入起泡劑，并攪拌1～3min；

9、(7)向上述加入起泡劑的礦漿中引入壓力溶氣法形成的溶有空氣的過飽和水溶液，在礦漿中形成的納米氣泡；形成的溶有空氣的過飽和水溶液時，所通過氣體的壓力為0.3～0.5mpa、優(yōu)選為0.35～0.45mpa、進一步優(yōu)選為0.38～0.42mpa；

10、(8)在超聲條件下，一邊引入溶有空氣的過飽和水溶液，一邊充入空氣，進行刮泡4～7min，刮出的泡沫進行抽濾并干燥即得到鱗片石墨精礦，其余為尾礦；充入空氣量為40～80l/h。

11、本發(fā)明能處理固定碳含量超低的微細粒鱗片石墨礦，如固定碳含量為20％及以下的微細粒鱗片石墨礦。當然這也包括固定碳含量為5％～18％的微細粒鱗片石墨礦。

12、作為優(yōu)選，本發(fā)明一種納米氣泡聯(lián)合同步超聲浮選提純微細粒鱗片石墨礦的方法，

13、所述微細粒鱗片石墨粒度為-300目占80％以上。

14、作為優(yōu)選，本發(fā)明一種納米氣泡聯(lián)合同步超聲浮選提純微細粒鱗片石墨礦的方法，

15、所述攪拌過程采用浮選機葉輪進行攪拌，轉速為1200～1900r/min、優(yōu)選為1500～1700r/min。本發(fā)明控制攪拌速度為1200～1900r/min，在加入浮選藥劑的階段，主要是起到均勻藥劑的作用，在引入溶有空氣的過飽和水溶液時其有利更多、更加細小的納米氣泡形成，在配合后續(xù)的超聲，使得納米氣泡的數(shù)目得到進一步增加，進而顯著提升浮選效果，尤其是提升固定碳的富集效果，轉速太低可能無法使納米氣泡充分分散到礦漿中，影響其與礦物顆粒的接觸，同時可能使礦漿中的固體顆粒容易沉淀，影響浮選過程；若轉速太高可能會破壞納米氣泡的穩(wěn)定性，使其過早破裂或合并，從而降低納米氣泡在浮選中的作用，同時過高的轉速會導致雜質在氣泡中夾帶，從而降低精礦的固定碳含量。

16、作為優(yōu)選，本發(fā)明一種納米氣泡聯(lián)合同步超聲浮選提純微細粒鱗片石墨礦的方法，所用超聲的頻率為18～25khz、優(yōu)選為20khz，功率設定為80～200w、優(yōu)選為135～165w。

17、作為優(yōu)選，本發(fā)明一種納米氣泡聯(lián)合同步超聲浮選提純微細粒鱗片石墨礦的方法，

18、所用ph調整劑為hcl和naoh。本發(fā)明控制礦漿的ph為7～10、優(yōu)選7.5～8.5。

19、作為優(yōu)選，本發(fā)明一種納米氣泡聯(lián)合同步超聲浮選提純微細粒鱗片石墨礦的方法，

20、所用抑制劑為水玻璃、六偏磷酸鈉、羧甲基纖維素鈉中的一種。優(yōu)選為水玻璃或水玻璃與六偏磷酸鈉、羧甲基纖維素鈉中至少一種組成的混合物；

21、在本發(fā)明中，水玻璃作為抑制劑主要是硅酸跟離子能在一定條件下吸附在脈石礦物表面，形成親水性薄膜，阻止其與捕收劑作用，而硅酸根離子發(fā)揮作用的范圍一般在8～11左右，如果ph過低，水玻璃水解程度不夠，硅酸根離子的濃度較低，抑制效果不明顯；而ph過高時，可能會導致礦物表面電荷發(fā)生變化，影響硅酸根離子的吸附。而由于礦石性質不同，所以不同的ph會有不同的浮選效果，這個具體ph一般會在實際情況中通過試驗來確定，試驗中發(fā)現(xiàn)ph在7～10的范圍內效果都較好，因此限定ph范圍為7～10、進一步優(yōu)選為7.5～8.5。

22、作為優(yōu)選，本發(fā)明一種納米氣泡聯(lián)合同步超聲浮選提純微細粒鱗片石墨礦的方法，

23、所用捕收劑為煤油、柴油、液體石蠟中的一種。

24、作為優(yōu)選，本發(fā)明一種納米氣泡聯(lián)合同步超聲浮選提純微細粒鱗片石墨礦的方法，

25、所用起泡劑為松醇油、仲辛醇、甲基異丁基甲醇中的一種。

26、作為優(yōu)選，本發(fā)明一種納米氣泡聯(lián)合同步超聲浮選提純微細粒鱗片石墨礦的方法，

27、壓力溶氣法形成的溶有空氣的過飽和水溶液的制備方法為：首先將水和壓縮空氣通入溶氣罐中，通過增壓泵將壓力提升至0.3～0.5mp、優(yōu)選為0.35～0.45mpa、進一步優(yōu)選為0.38～0.42mpa，在這個壓力下，空氣逐漸溶解于水中，形成過飽和溶液。在實際應用時，讓溶有空氣的水通過減壓閥緩慢釋放到浮選槽中。當壓力降低時，溶解在水中的空氣會迅速形成納米氣泡?？梢酝ㄟ^調節(jié)減壓閥的開度和釋放速度來控制納米氣泡的大小和數(shù)量，從而達到浮選過程引入納米氣泡的目的。

28、本發(fā)明步驟8中，對充入空氣的壓力沒有嚴苛的要求，在實際應用時，打開充氣開關后，通過浮選機引入自然中的空氣。浮選時，浮選槽中水位過高時礦漿會溢出來，而水位太低，自動刮泡的那個板又刮不到泡沫，因此浮選過程中礦漿的高度有一個范圍，而不斷浮選過程中，由于刮出氣泡，導致液面下降，這個時候就需要不斷緩慢加水，而本發(fā)明就采用溶有空氣的過飽和水溶液代替補充的水，因此這里的加入量視浮選中具體情況而定，緩慢加入，不會超過浮選槽的口，也在刮泡板刮泡范圍內，總的來說就是緩慢加入，讓礦漿液面保持在一個水位線范圍內。

29、本發(fā)明，粗選所得石墨精礦固定碳含量可達70～73％，回收率大于等于88％。粗選所得石墨精礦經至少2次精選后，固定碳含量大于等于93％。

30、粗選所得石墨精礦精選的藥劑制度為：抑制劑440～560g/t、捕收劑175～205g/t、起泡劑70～95g/t。更進一步優(yōu)選為：

31、粗選所得石墨精礦精選的藥劑制度為：抑制劑水玻璃450g/t、捕收劑煤油175g/t起泡劑松油醇80g/t；或抑制劑羧甲基纖維素鈉500g/t、捕收劑柴油180g/t、起泡劑甲基異丁基甲醇75g/t；或

32、抑制劑水玻璃550g/t、捕收劑煤油200g/t、起泡劑仲辛醇90g/t。

33、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：

34、本發(fā)明采用納米氣泡和超聲的協(xié)同作用能夠有效地分離細粒鱗片石墨與脈石礦物，顯著提高石墨精礦的固定碳含量，滿足高端應用領域的需求；同時納米氣泡增加了礦物顆粒與氣泡的附著概率，超聲促進了藥劑與礦物的作用以及顆粒的分散，兩者共同作用大大提高了浮選效率，減少了浮選時間和藥劑用量；而且該方法特別適用于細粒鱗片石墨的提純，解決了傳統(tǒng)浮選方法在處理細粒礦物時的難題，為細粒礦物資源的高效利用提供了可行的技術方案；與傳統(tǒng)方法相比，該方法在一定程度上減少了藥劑的使用量，降低了對環(huán)境的污染。同時，超聲處理所需的能量相對較低，具有節(jié)能的優(yōu)勢。除了上述優(yōu)勢外，本發(fā)明能處理固定碳含量較低的原料并實現(xiàn)高效富集。