1.本发明属于选矿技术领域，具体涉及一种石墨矿
浮选药剂及其制备方法。
背景技术：
2.近年来，石墨特别是大鳞片晶质石墨由于其优异的导电性、导热性、高化学稳定性等特点已成为战略性新兴产业及核电领域的关键资源。尤其随着
石墨烯研究热度的暴涨及其在高精尖领域的广泛应用，石墨烯原料——石墨矿产资源的开发利用日益引发关注，石墨矿选矿须向清洁高效、环境友好方向发展。
3.传统石墨矿选矿工艺由于石墨矿选厂普遍产能较小、社会关注度不高等原因，存在照抄照搬金属矿(如铜、铅、锌等大宗矿产)选别工艺的现象。因此在石墨矿
浮选药剂方面并没有过多针对石墨矿产资源的专项研究，工业生产中采用的浮选药剂也比较单一。就目前技术现状而言，绝大多数石墨矿选厂采用的
捕收剂以煤油、柴油为主，起泡剂以2#油、bk201和杂醇为常用品。至于别的一些药剂如mibc、液体石蜡以及mb25、mf和gb 等代号药剂因为价格昂贵或者适用范围较窄或者效果不稳定等因素，导致这些药剂在实际应用中比较少见。
4.目前石墨矿选厂采用的煤油、柴油、2#油、bk201等药剂虽然应用范围较广，但由于全社会环保理念的增强，在如下方面仍然存在很大的提升空间：1、存在刺激性气味；上述药剂由于水溶性较差且易于挥发，造成工业生产过程中厂房内外刺激性气体弥漫，不仅造成了药剂的不必要浪费，也对现场工人的健康造成一定侵害。2、价格日益提高；上述药剂由于生产原料具有不可再生性，因此原料供给不确定性增加，从而导致价格日益提高，这也需要提高上述药剂的利用效率或者寻找更为经济的替代品。
5.石墨矿选矿不同于其他矿。石墨矿以外的绝大多数矿石在采用浮选工艺时根据不同的矿石性质，磨矿次数大部分在2～3次，精选次数大部分为 3～5次，最多约为7次(如钼矿)；然而，石墨矿浮选工艺往往采用10次磨矿、11次精选，更有甚者，达到了12次磨矿、13次精选，约为其他矿最长工艺的2倍。之所以石墨矿有如此特点，是因为石墨精矿的产品标准中较其他矿多了一个也是非常重要的指标——产品粒度分布，即大鳞片(粒径大于0.15mm)率越高，产品品级越高；-325目(粒径小于0.045mm)含量越少，产品品级越高。这就造成在现有技术条件下，单次磨矿力的输入不能较大，从而减少磨矿引起的鳞片破坏。除此之外，现有药剂的富集比还有必要得到增强，以便于快速提高精矿品位以减少磨矿段数。基于上述2 点，在现有技术条件下，要得到合格产品，磨选次数必然较多，这也是目前在采用现有药剂的基础上减少一次磨矿次数或者减少一次精选次数难度非常大的缘由。
6.有鉴于上述技术现状的不足，本发明从提高药剂水溶性和选别富集比进而提高其利用效率、降低药剂成本、缩短工艺流程、增强环境友好性等角度另辟蹊径，特提出本发明。
技术实现要素：
7.针对上述问题，本发明提供一种石墨矿浮选药剂。该浮选药剂包括：动物毛发、表
面活性剂、柴油和起泡剂。
8.作为本发明进一步的改进，浮选药剂按重量计，包括：动物毛发60～75 份、表面活性剂10～15份、柴油5～10份和起泡剂5～10份。
9.作为本发明进一步的改进，动物毛发的粒径为0.001～1mm。
10.作为本发明进一步的改进，动物毛发的粒径为0.001～0.06mm；具体的，动物毛发的粒径为0.001～0.053mm为宜，随着动物毛发粒径的降低浮选药剂的浮选效果增强。动物毛发在粉碎过程中尽量在室温、干燥的环境中进行，以避免动物毛发因湿度变化或温度变化较大而造成有效组分流失或失效。
11.作为本发明进一步的改进，动物毛发选用贴近动物毛皮处的动物毛发，并且优选最贴近动物毛皮处的动物毛发，越贴近动物毛皮处的动物毛发上往往带有更多的油脂，动物毛发上的油脂有助于提高选别富集比。
12.作为本发明进一步的改进，动物毛发可以用动物毛发类似物进行全部或者部分替代。
13.作为本发明进一步的改进，动物毛发类似物包括：甘油三酯、脂肪酸、磷脂和酯化胆固醇，该动物毛发类似物可由甘油三酯、脂肪酸、磷脂和酯化胆固醇等按照一定比例混合制备得到。
14.作为本发明进一步的改进，表面活性剂为烷基磺酸盐、月桂醇硫酸盐、烷基苯磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯(3)醚中的一种或多种混合物。
15.作为本发明进一步的改进，起泡剂为bk201、bk204、bc、mibc、松醇油中的一种或多种混合物。bk201、松醇油由于产生的泡沫粘度较大，故更适用在石墨矿浮选粗选阶段的浮选药剂中；bk204、bc、mibc由于产生的泡沫粘度稍弱于bk201和松醇油，故更适用在石墨矿浮选精选阶段的浮选药剂中。
16.本发明还提供一种制备上述浮选药剂的方法，该制备方法包括：
17.步骤一、将表面活性剂置于水中，溶解，静置；
18.步骤二、向步骤一中的溶液中加入柴油和起泡剂，混合均匀，静置；
19.步骤三、向步骤二中的混合液中加入动物毛发，搅拌，静置，抽取上层悬浮液转移至另一个容器中，密封保存，得到浮选药剂。
20.作为本发明进一步的改进，步骤一中溶液需静置5min。
21.作为本发明进一步的改进，步骤二中混合液需静置10min。
22.作为本发明进一步的改进，步骤三中混合液搅拌20min，并再静置1h。
23.作为本发明进一步的改进，上述制备方法中浮选药剂按重量计，包括：动物毛发60～75份、表面活性剂10～15份、柴油5～10份和起泡剂5～10份。
24.作为本发明进一步的改进，上述制备方法中浮选药剂中水的质量分数为10％～30％。
25.该制备方法的思路是先将表面活性剂溶于水中制成溶液，从而产生大量气泡，此时气泡中夹带大量水，且气泡脆性过强，韧性不足；继续添加柴油和起泡剂，目的是减小气泡尺寸，增加气泡数量，增强气泡韧性；最后添加数倍的微细粒(0.001～1mm)的动物毛发，一方面给气泡裹上“装甲”，增强气泡负载能力，旨在提高泡沫的体积密度，另一方面利用其疏水桥连作用增强矿化气泡之间的聚合力同时利用自身与气泡之间构成的空隙为脉石的
脱落提供便利，从而提高富集比，增强泡沫的选择性。
26.与现有技术相比，本发明提供的一种石墨矿浮选药剂具有成本低、对环境友好和提高选别富集比的优点；本发明提供的上述浮选药剂的制备方法具有操作简单和生产成本低的优点。
具体实施方式
27.下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。
28.实施例一、制备石墨矿浮选药剂
29.将15份十二烷基苯磺酸钠置于80ml的30℃温水中，充分溶解，静置约5min；依次加入10份柴油和10份bk201，混合均匀，静置约10min；加入0.001～0.053mm的动物毛发65份，磁力搅拌20min后静置约1h，除容器底部少量残渣外将悬浮液转移至另一洁净容器中，密封保存。经核算，溶液的主要组分(十二烷基苯磺酸钠、柴油、bk201和动物毛发)质量分数之和为74.33％。
30.实施例二、制备石墨矿浮选药剂
31.将10份月桂醇硫酸钠置于80ml的30℃温水中，充分溶解，静置约 5min；依次加入15份柴油和10份松醇油，混合均匀，静置约10min；加入 0.001～0.053mm的动物毛发65份，磁力搅拌20min后静置约1h，除容器底部少量残渣外将悬浮液转移至另一洁净容器中，密封保存，得到浮选药剂，该药剂为捕收剂1。经核算，捕收剂1中主要组分(月桂醇硫酸钠、柴油、松醇油和动物毛发)质量分数之和为85.76％。
32.实施例三、制备石墨矿浮选药剂
33.将10份月桂醇硫酸钠置于80ml的30℃温水中，充分溶解，静置约 5min；依次加入15份柴油和10份bk204，混合均匀，静置约10min；加入0.001～0.053mm的动物毛发65份，磁力搅拌20min后静置约1h，除容器底部少量残渣外将悬浮液转移至另一洁净容器中，密封保存，得到浮选药剂，该浮选药剂为捕收剂2。经核算，捕收剂2中主要组分(月桂醇硫酸钠、柴油、bk204和动物毛发)质量分数之和为75.33％。
34.实施例四、石墨矿浮选对比试验一
35.取我国黑龙江某地的石墨矿作为试验矿样，该矿样固定碳含量约为 13.5％。将该矿样粗磨至粒径小于0.15mm的质量分数为50％后将其平均分成两份，一份矿样采用传统工艺浮选药剂(25g/t柴油+25g/t bk201)进行石墨矿浮选，另一份矿样采用实施例一制备的浮选药剂(药剂用量同为 50g/t)进行石墨矿浮选，工艺流程均为经一次粗选得到粗选精矿和粗选
尾矿。试验结果如表1所示。
36.表1对比试验表
[0037][0038]
从表1可以看出，采用实施例一制备的浮选药剂，在与传统工艺药剂相同用量时，粗选精矿产率虽然有所降低，但固定碳含量和回收率均有大幅度提高，充分表明本发明浮选药剂的高富集比的特点。
[0039]
实施例五、石墨矿浮选对比试验二
[0040]
取我国黑龙江某地的石墨矿作为试验矿样，该矿样固定碳含量约为 6.70％。将该矿样平均分成两份，一份矿样采用传统工艺浮选药剂(柴油+ 松醇油)进行石墨矿浮选，经1次粗磨粗选得到粗选精矿和粗选尾矿，粗选精矿经8次再磨、9次精选得到精矿，粗选尾矿经1次扫选得到扫选中矿和尾矿，在粗选、精选、扫选作业均添加一定量浮选药剂；另一份矿样采用捕收剂1和捕收剂2作为浮选药剂，经1次粗磨粗选得到粗选精矿和粗选尾矿，粗选精矿经8次再磨、9次精选得到精矿，粗选尾矿经1次扫选得到扫选中矿和尾矿，并且在粗选和扫选作业时使用捕收剂1，在精选作业时使用捕收剂2，但各作业的药剂用量与传统工艺浮选药剂用量相同，同时各段磨矿产品的粒度与传统工艺相当。试验结果分别如表2、表3所示。
[0041]
表2采用传统工艺浮选药剂的试验结果
[0042]
产品名称产率，％固定碳，％回收率，％精矿6.9380.0080.82扫选中矿3.431.010.51精1中矿5.891.110.95精2中矿4.172.521.53精3中矿2.882.561.07精4中矿2.142.840.89精5中矿1.315.000.96精6中矿0.9111.141.48精7中矿0.3820.811.16精8中矿0.2040.361.18精9中矿0.1157.890.93尾矿71.640.828.53原矿100.006.86100.00
[0043]
表3采用捕收剂1和捕收剂2的试验结果
[0044][0045][0046]
采用传统工艺浮选药剂进行浮选得到的最终精矿固定碳含量仅80％ (此时因为品位太低，不符合现行产品的》90％的一般标准，大鳞片率表征已无意义)，而采用同等药剂用量条件下本发明的浮选药剂，经相同选别工序，最终固定碳含量为94.48％，符合产品标准，提升了近15个百分点，且大鳞片(+0.15mm)率高达12％、-325目含量7.17％，好于目前现有技术的平均水平(同一矿区，固定碳含量为13.5％左右的原矿经选别最终精矿大鳞片率约为15％、-325目含量约为18％，在原矿固定碳降低近一半的情况下能实现大鳞片率12％、-325目含量7.17％，说明选择性良好，富集比较高，品位的快速提升有利地保护大鳞片)，按照公知，同一矿区的石墨矿精矿产品的大鳞片率往往与原矿固定碳品位呈正相关，这是因为原矿固定碳品位越高，磨矿、选别次数也会相应减少，从而更有利于保护石墨鳞片，得到较高的大鳞片率。
[0047]
实施例六、药剂气味对比
[0048]
为了解决当前技术条件下所用药剂的较大刺激性气味的问题，本发明提出的石墨矿浮选药剂在挥发性有机物含量voc(g/kg)安全环保指标上具有较大优势，刺激性气味远低于现有柴油、松醇油等药剂。按照相同的 voc值测试方法测定的捕收剂1、捕收剂2、柴油和松醇油的voc值如表 4所示。
[0049]
表4voc测定结果
[0050][0051][0052]
从表4可以明显看出，本发明制备的捕收剂1和捕收剂2均远低于柴油、松醇油等常
规药剂的voc值，这也能证明刺激性气味的减弱。
[0053]
结论：
[0054]
本发明公开的一种石墨矿浮选药剂及其制备方法的有益效果如下：
[0055]
(1)石墨矿浮选药剂中主要组分为微细粒的动物毛发，占比达到60～75 份，大大降低了传统药剂组合中柴油和起泡剂的占比；同时，采用动物毛发不但有助于实现
固废资源化高值利用，而且通过其自身特性，提高选别富集比，从而提升石墨选矿效率和质量；
[0056]
(2)石墨矿浮选药剂在使用吨耗上与传统药剂组合相当，同时原料来源更广泛、价格更低廉，从而大大降低药剂的使用成本；
[0057]
(3)石墨矿浮选药剂中柴油、起泡剂组分的水溶性大幅度提升，加上二者用量的降低，从而从源头上减少刺激性气体的产生，对环境更友好；
[0058]
(4)石墨矿浮选药剂的制备方法操作简单，生产成本低。技术特征：
1.一种石墨矿浮选药剂，其特征在于，所述浮选药剂包括：动物毛发、表面活性剂、柴油和起泡剂。2.根据权利要求1所述的浮选药剂，其特征在于，所述浮选药剂按重量计，包括：动物毛发60～75份、表面活性剂10～15份、柴油5～10份和起泡剂5～10份。3.根据权利要求1所述的浮选药剂，其特征在于，所述动物毛发的粒径为0.001～1mm。4.根据权利要求1所述的浮选药剂，其特征在于，所述动物毛发选用贴近动物毛皮处的动物毛发。5.根据权利要求1所述的浮选药剂，其特征在于，所述动物毛发用动物毛发类似物进行全部或者部分替代；所述动物毛发类似物包括：甘油三酯、脂肪酸、磷脂和酯化胆固醇。6.根据权利要求1所述的浮选药剂，其特征在于，所述表面活性剂为烷基磺酸盐、月桂醇硫酸盐、烷基苯磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯(3)醚中的一种或多种混合物。7.根据权利要求1所述的浮选药剂，其特征在于，所述起泡剂为bk201、bk204、bc、mibc、松醇油中的一种或多种混合物。8.一种制备如权利要求1-7任一项所述浮选药剂的方法，其特征在于，所述制备方法包括：步骤一、将表面活性剂置于水中，溶解，静置；步骤二、向步骤一中的溶液中加入柴油和起泡剂，混合均匀，静置；步骤三、向步骤二中的混合液中加入动物毛发，搅拌，静置，抽取上层悬浮液转移至另一个容器中，密封保存，得到浮选药剂。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述浮选药剂按重量计，包括：动物毛发60～75份、表面活性剂10～15份、柴油5～10份和起泡剂5～10份。10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述浮选药剂中水的质量分数为10％～30％。
技术总结
本发明公开一种石墨矿浮选药剂及其制备方法。该浮选药剂包括：动物毛发、表面活性剂、柴油和起泡剂；具有成本低、对环境友好和提高选别富集比的优点。该制备方法为将表面活性剂置于水中，溶解，静置；再加入柴油和起泡剂，混合均匀，静置；最后加入动物毛发，搅拌，静置，将上层悬浮液转移至另一个容器中，密封保存，得到浮选药剂。该制备方法具有操作简单和生产成本低的优点。本低的优点。
技术研发人员：钱志博 王炯辉 申士富 朱阳戈 刘海营 王金玲 宋振国 陈道贵 赵志强
受保护的技术使用者：五矿勘查开发有限公司
技术研发日：2022.05.12
技术公布日：2022/8/19
声明：
“石墨矿浮选药剂及其制备方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：五矿勘查开发有限公司
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2024年08月01日 ~ 03日 
