一文了解石墨浮选药剂

石墨具有良好的导电、导热、润滑性等物化性能，被作为重要的原料广泛地应用于机械、化工、航空航天、国防、核电等领域，是现代工业发展中不可或缺的一种非金属材料。 天然石墨具有良好的疏水性，工业上通常采用浮选法对石墨矿石进行选别。高效的石墨浮选，除了选择合适的浮选流程和设备，浮选药剂的选择也非常关键。浮选药剂可以调整矿物的表面性质，提高分选的效率。浮选药剂的种类及用量均会影响石墨浮选的效果。石墨浮选药剂可以分为捕收剂、起泡剂、调整剂三类。 1、捕收剂 所谓捕收剂，是改变矿物表面疏水性，使浮游的矿粒黏附于气泡上的浮选药剂，是最重要的一类浮选药剂。 天然的石墨具有一定的可浮性，在不用捕收剂时也能浮出石墨精矿，但浮选效果不理想，回收率不高。捕收剂可以进一步改善矿物表面的疏水性，增强其粘附气泡的能力和稳定性，提高浮选效率。 石墨浮选常用的捕收剂包括烃油、乳化烃油和组合捕收剂。其中，烃油中煤油和柴油是最常用，但由于烃油的分散性差、溶解度低，在矿浆中油滴粒径较大，导致捕收剂与矿粒碰撞附着概率降低，浮选效果差，药剂用量大。乳化法可提高煤油和柴油等非水溶性捕收剂在矿浆中的分散性，有效解决捕收剂的选择性差、油耗高等问题。 随着石墨资源的不断消耗，高品位、易选矿石越来越少，贫矿、细矿、难选矿的开发利用成为了目前研究的难点。针对性质复杂的难选矿石，传统捕收剂无法实现石墨矿的高效分离，而不同类型捕收剂的组合复配能够表现出更好的选择性和适应性。比如，复合柴油(柴油和十二烷基二甲基甜菜碱以4:1混合)+杂醇类MA的药剂组合，可有效提高精矿品位和回收率以及降低药剂用量。此外，近年还出现了很多石墨浮选新型捕收剂，如MF、MB-25、MB125、GB等。 2、起泡剂 在浮选过程中，浮选泡沫的大小、数量、强度、稳定性等因素对浮选指标有很大的影响，为提高浮选效率，通常会在选别过程中加入起泡剂。石墨浮选常用的起泡剂有松醇油、甲酚酸、樟脑油、醚醇等。 起泡剂分子由极性和非极性基组成，其中极性基是亲水的，非极性基是疏水的。起泡剂可以促使空气在矿浆中弥散成小气泡，并且防止气泡兼并，能够增强气泡的机械强度，降低气泡的运动速度，从而增加矿物颗粒与气泡的接触机会，提高分选效果。 近年来，随着研究的不断深入，出现了甲基异丁基甲醇（MIBC）、1,1,3-三乙氧基丁烷（TEB）、仲辛醇、杂醇等新型起泡剂。有研究人员探究了松醇油、丁基醚醇和MIBC三种起泡剂对隐晶质石墨浮选效果的影响，通过实验发现，以MIBC作为起泡剂，形成的矿化泡沫具有更好的稳定性和选择性，而且用量更低，精矿回收率更高。 3、调整剂 在石墨浮选时，为了更好地提高石墨品位和回收率，根据矿浆性质适度添加一定量的调整剂，调节矿浆的pH值和离子成分，调整捕收剂与矿物的作用，抑制或强化矿物的疏水性等。根据作用的不同分为：pH调整剂、抑制剂、分散剂等。常用的pH调整剂有石灰、NaCO3、Na(OH)2；抑制剂有水玻璃、羧甲基纤维素钠、EDTA、酒石酸、柠檬酸、草酸等；分散剂有水玻璃、六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠等。 石灰（CaO）是一种常用的pH调整剂，石灰在遇水后和水反应生成Ca(OH)2，Ca(OH)2不易溶于水。浮选时可直接加入球磨机或搅拌槽中，也可将其调制成石灰乳后加入浮选机中。石灰是最廉价的pH调整剂，当石墨矿中含有黄铁矿等杂质时，选用石灰作为调整剂可提高矿浆的pH值，抑制黄铁矿的上浮。因此，石灰也能做抑制剂。NaCO3即苏打也称纯碱，是一种弱酸强碱盐，易溶于水，碳酸钠溶液呈弱碱性，pH值在8-10之间。因碳酸钠具有一定的缓冲作用，调整的pH值较为稳定，此外它对矿泥还有一定的分散作用。 水玻璃是强碱弱酸盐，在水中发生水解产生的单体硅酸离子、聚硅酸离子以及胶状硅酸胶粒等会吸附在矿物表面，增强矿物的亲水性。羧甲基纤维素钠含有丰富的羟基和羧基，这些基团能与水缔和增加矿物的亲水性，从而起到抑制非目的矿物的作用。六偏磷酸钠和羧甲基纤维素的作用类似，都是使得矿物具有亲水性，同时还会增加矿物表面的电位的绝对值，这样可以加大对微晶石墨中矿物的抑制和分散作用，从而提高精矿的品位和回收率。 针对嵌布粒度较小的石墨矿，通常需要提高磨矿细度才能使矿物实现单体解离，矿浆中细粒的矿物容易发生团聚沉降，使浮选分离变得困难。为了改善微细粒矿物的团聚现象，强化矿物浮选，通常会在浮选中加入分散剂。比如，有研究人员在研究细粒石墨剪切絮凝的实验中，探究了在最佳搅拌时间、搅拌速度、煤油用量的条件下，以酸化水玻璃、水玻璃、六偏磷酸钠作为分散剂对浮选指标的影响，试验结果表明，以六偏磷酸钠为分散剂，用量在300g/t时，可以得到最佳石墨品位为97.11%，回收率为86.07%的石墨精矿。 小结 对于石墨浮选药剂而言，高效、低成本、来源广泛的药剂是石墨浮选药剂发展的重点。研究复合药剂，简化加药环节是该领域未来的发展趋势。此外，无论是捕收剂、起泡剂还是调整剂不仅要注重浮选作业的效果，还要兼顾浮选后续作业特点，选择用量少、无毒、对后续作业有利、降解快、环境友好的药剂，保障选矿用药的环保性。