鳞片石墨是一种具有优越性能的战略性非金属矿产,广泛应用于各个领域,尤其是石墨烯在新兴领域应用研究取得的进展,进一步带动了石墨选矿的深入研究。国内细鳞片石墨资源量大、难选,如何获得高品质精矿是细鳞片石墨选矿的重要研究课题,其对生产实践具有重要的理论价值,对实际应用具有指导意义。论文以江西上饶细鳞片石墨矿和莫桑比克大鳞片石墨矿为例,针对两者选矿工艺及精矿质量的较大差异,围绕鳞片石墨浮选中石墨晶体结构对浮选的影响、石墨的聚团、粒度对浮选速率的影响、脉石矿物在精矿中的夹带等问题,以单矿物为研究对象,研究了鳞片石墨的浮选特征、脉石矿物进入精矿的机制及脉石矿物浮选夹带行为,分析了细鳞片石墨难浮的主要原因;针对江西上饶细鳞片石墨矿石采用选择性聚团浮选和正-反浮新工艺进行浮选,提高了精矿技术指标;采用XRD、XPS、Zeta电位、UV-vis光谱法和激光粒度分析等测试分析方法对石墨的矿物晶体结构特征、表面特性等进行了表征,对PACl聚团机理、反浮选药剂作用机理等进行了系统的分析研究。采用阶段磨浮的传统石墨选矿工艺,上饶矿石经过一次粗磨粗选五次再磨六次精选,石墨精矿固定碳含量89.22%,回收率92.15%;莫桑比克矿石经过一次粗磨粗选两次再磨三次精选,石墨精矿固定碳含量97.34%,回收率94.23%,两种矿石可选性差异明显,导致差异的主要原因为:1、不同产地矿石中石墨矿物晶体结构层边缘存在的含氧基团(如羟基、羧基等)的差异导致其晶胞参数、石墨化度、3R多型含量不同,直接影响石墨可浮性,与大鳞片石墨矿石相比,细鳞片石墨化度较低,其可浮性较差;2、细粒级鳞片石墨的浮选速率低于粗粒级,且在细鳞片石墨浮选时,细粒级石墨的存在影响其中粗粒级的浮选速率,导致粗粒级浮选速率降低,细鳞片石墨可选性比大鳞片石墨差。对鳞片石墨及脉石矿物的浮选性质、矿物颗粒间的相互作用、单矿物混合浮选试验的研究结果表明,脉石矿物进入鳞片石墨精矿的主要途径为泡沫夹带和夹杂。通过Warren法测定,进入精矿中的脉石矿物,约7%通过夹杂进入,约93%通过夹带进入。对鳞片石墨浮选中脉石矿物夹带行为的研究,表明粒度和矿浆浓度均显著影响脉石矿物的夹带,随着粒度的减小和矿浆浓度的升高,脉石矿物的夹带回收率和水回收率均会升高;疏水性较强的鳞片石墨对夹带的影响比亲水性脉石矿物更强烈,单矿物混合矿物浮选时,脉石矿物的夹带更严重。PACl能使水中的云母聚团,增大其表观粒径,提高其沉降率;在pH=7,PACl浓度为400mg/L时,云母沉降率最高;实际矿石浮选时加入PACl,能明显提高精矿固定碳含量和回收率,减少脉石矿物夹带;闭路流程石墨精矿的固定碳含量为91.28%,回收率为91.89%,精矿固定碳含量比传统浮选流程高2.06%,回收率差别不大;Zeta表面电位测试结果表明PACl以静电引力和表面沉淀的方式吸附于云母表面,通过电中和机制使云母发生聚团。为减少脉石矿物夹带,对鳞片石墨进行正-反浮选新工艺研究,单矿物浮选试验结果表明以MF为石墨抑制剂,混合胺为捕收剂,在矿浆pH值为8、MF浓度为250mg/L时进行反浮选,石墨与脉石矿物分离效率最高;药剂吸附量测定表明,随着MF浓度的增加,捕收剂在石墨、云母及石英表面的吸附量逐渐降低,XPS测试结果表明MF在石墨及云母表面均为物理吸附;上饶细鳞片石墨矿石正-反浮选闭路流程精矿固定碳含量为91.81%,比传统浮选流程高2.59%,回收率为85.69%,精矿中夹带云母明显少于传统浮选流程,抑制云母夹带效果明显。