内蒙古乌拉特中旗道布斯格晶质石墨矿可选性选矿试验研究简介

关键词：石墨,选矿,可选性试验,内蒙古乌拉特中旗道布斯格,中材地质工程勘查研究院

      中材地质工程勘查研究院从上世纪六十年代开始研究石墨，主要负责全国各省建材总队的石墨的矿物岩性测试、选矿及矿产品深加工，对石墨矿石选矿试验，取得诸多方面的科研成果。不仅如此，本研究院还是非金属矿应用开发的专业机构，在矿石加工设备、非金属矿产可选性试验、非金属矿产品市场分析等方面有国内领先的能力储备。

      石墨是碳元素的结晶矿物之一，具有润滑性、化学稳定性、耐高温、导电、特殊的导热性和可塑性、涂敷性等优良性能，其应用领域十分广泛。石墨在冶金工业中主要用作耐火材料；在铸造业中用作铸模和防锈涂料；在电气工业中用于生产碳素电极、电极碳棒、电池，制成的石墨乳可用作电视机显像管涂料，制成的碳素制品可用于发电机、电动机、通讯器材等诸多方面；在机械工业中用作飞机、轮船、火车等高速运转机械的润滑剂；在化学工业中用于制造各种抗腐蚀器皿和设备；在核工业中用作原子反应堆中的中子减速剂和防护材料等；在航天工业中可做火箭发动机尾喷管喉衬，火箭、导弹的隔热、耐热材料以及人造卫星上的无线电连接信号和导电结构材料。此外，石墨还是轻工业中玻璃和造纸的磨光剂和防锈剂，制造铅笔、墨汁、黑漆、油墨和人造金刚石的原料。

      石墨的工艺性能及用途主要决定于其结晶程度，据此，中国工业上将石墨矿石主要分为晶质(鳞片状)石墨矿石和隐晶质(土状)石墨矿石两种工业类型。晶质(鳞片状)石墨矿石中，石墨晶体直径大于1μm，呈鳞片状；矿石品位较低，但可选性好；与其伴生的矿物常有云母、长石、石英、透闪石、透辉石、石榴子石和少量黄铁矿、方解石等，有的还伴生有金红石及钒等有用组分；矿石呈鳞片状、花岗鳞片或粒状变晶结构，片状、片麻状或块状构造。隐晶质(土状)石墨矿石中，石墨晶体直径小于１μm，呈微晶的集合体，在电子显微镜下才能见到晶形；矿石品位高，但可选性差；与其伴生的矿物常有石英、方解石等；矿石呈微细鳞片-隐晶质结构，块状或土状构造。中国石墨矿石绝大多数为晶质(鳞片状)矿石，分布于区域变质型及岩浆热液型石墨矿床中；隐晶质(土状)石墨矿石则主要分布于接触变质型矿床中。实际上石墨矿石中的石墨片径是参差不齐的，所谓晶质石墨矿石中，也可能含隐晶质石墨，含量较多时通常称为混合型石墨矿石，隐晶质石墨矿石中也可能含少量片径略大于1μm的鳞片石墨。

      石墨矿石的自然类型通常按其赋矿岩石的岩性划分，各类矿床有其专属的石墨矿石自然类型。晶质(鳞片状)石墨矿石在区域变质矿床中，主要有片麻岩类、片岩类以及大理(透辉)岩类、变粒岩类、混合岩类等矿石自然类型；在岩浆热液矿床中主要发育花岗岩类及闪长岩类、长英岩类等矿石自然类型。隐晶质(土状)石墨矿石在接触变质矿床中主要发育板岩类和千枚岩类矿石自然类型。

      我院于2005年承担内蒙古乌拉特中旗道布斯格晶质石墨矿的石墨矿石选矿试验任务，其目的是为该矿床石墨矿石的可选程度提供评价依据。

      矿区地质描述：该矿地处华北地台北缘内蒙白云鄂博坳陷带南西段，产于早元古代白云鄂博群石墨二云母片岩、石墨红柱石片岩中，属于晶质石墨矿。矿体呈层状，地表出露长1500米，宽200～400米，深200米。其中：晶质石墨呈鳞片状，致密块状。矿石中除石墨外还有白云母、黑云母、石英、斜长石，固定碳含量在4～15％，已经控制普查储量：晶质石墨900多万吨（矿物量）。

      矿体地处丘陵地带，均暴露在地表山地上，无覆盖，不需剥离，可大规模机械化开采。周边水电资源已经具备，矿区距最近乡镇26公里，有乡间公路相通。

      根据石墨矿样的矿物组成特性及多年石墨矿石的选矿经验，本试验采用浮选法分选石墨，对该矿区矿样进行了系统的浮选条件试验和浮选流程比较试验，试验样品原矿固定碳含量为11.20％。

      研究结论：

      1. 内蒙古乌拉特中旗道布斯格晶质石墨矿的石墨矿石定名为白云母石墨片岩，除含有石墨外，石英、白云母含量较多，另外还含有少量黑云母和长石，长石、石英、绢云母为主要伴生脉石。石墨为不透明显微鳞片状集合体，片径大小0.01-0.07mm，集合体呈不规则条纹状，大小为0.10-0.70mm，多呈半定向分布在白云母、石英间，有些呈细分散状包裹于石英、白云母中，属于难选细鳞片石墨。

      2.浮选适宜条件为：粗磨磨矿细度-320目含量为*****%，水玻璃用量*****g/T，煤油用量*****g/T，二号油用量*****g/T，粗选时间*****分钟。

      3.原矿经过粗磨、粗选、扫选、二次再磨九次精选的闭路流程试验，其最终精矿指标为：精矿固定碳含量为87.25％，精矿回收率为85.63％。说明该矿区石墨可选性好，充分解理后经浮选可以获得中档石墨产品。

      4.  原矿中白云母含量约25～40％，应该考虑回收利用，但由于本项目研究时间紧迫，未对此进行深入研究。

      5.经初步技术经济分析，设计年处理10万吨矿石的石墨选矿厂，设备投资283.2万元，选矿厂年利税为1625.9万元，效益可观。