1.一种石墨选矿设备，其特征在于，包括底座(8)、安装在底座上的驱动装置、分级研磨仓(3)、智能调浆仓(2)和旋流浮选仓(1);
所述驱动装置包括设置在底座(8)周边的多组电机(12)，各电机通过联轴器(10)与分级研磨仓(3)内部的研磨辊轮连接;
所述分级研磨仓(3)内置有分级筛网和螺旋输送筒，且设有矿料回流通道，用于将未达到设定粒度要求的颗粒返回研磨区域;
所述智能调浆仓(2)连接于分级研磨仓(3)上方，其内部设有矿浆分散度在线监测装置;
所述旋流浮选仓(1)连接于智能调浆仓(2)上方，为仿生导流型结构，内部设有用于产生旋流场的搅拌装置和用于刮取泡沫层的机械刮板(4)。
2.根据权利要求1所述的石墨选矿设备，其特征在于，所述分级研磨仓(3)还包括自动调节装置(7)，用于实时调节研磨辊轮与磨盘之间的间隙，以适应不同粒级矿石的研磨需求。
3.根据权利要求1所述的石墨选矿设备，其特征在于，所述智能调浆仓(2)设有在线监测装置，用于实时监测矿浆分散度并反馈控制水与复合外加剂的添加比例。
4.一种应用于权利要求1-3中任一项所述石墨选矿设备的选矿方法，其特征在于，包括以下连续步骤：
a. 原矿石从进料口(6)连续送入分级研磨仓(3)，在研磨过程中，通过内置分级筛网实时筛分;
b. 筛下产物中，已达设定鳞片完整度要求(≥92%)的合格矿粉通过螺旋输送筒直接输送至智能调浆仓(2);未达要求的粗颗粒通过回流通道返回研磨区域继续研磨;
c. 合格矿粉在智能调浆仓(2)中，根据在线监测的矿浆分散度，自动调节水与复合外加剂的配比，形成适于浮选的均相矿浆;
d. 均相矿浆进入旋流浮选仓(1)，在旋流场作用下，气泡与石墨颗粒发生定向吸附，并通过机械刮板(4)将富集石墨的泡沫层刮出，收集为精矿。
5.根据权利要求4所述的选矿方法，其特征在于，步骤b中，所述合格矿粉的粒度判断标准是所述矿粉已达到可直接进行有效浮选的粒度与鳞片完整度，无需依赖独立的磨矿时间控制。
6.根据权利要求4所述的选矿方法，其特征在于，步骤d中，通过控制旋流浮选仓(1)的进气量与矿浆流量，使气液协同比维持在3:1。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及石墨矿选矿技术领域，尤其涉及一种将研磨与浮选紧密耦合的连续一体化设备及方法，旨在通过设备结构创新实现研磨产出与浮选需求直接匹配，取消传统独立的磨矿时间控制环节。
背景技术
[0002]在石墨矿选矿工艺中，磨矿是一个关键环节，其目的是将矿石中的石墨与脉石矿物充分解离，并尽可能保护石墨鳞片的完整性。传统工艺多采用“磨矿机+分级机”构成的闭路磨矿系统，通过控制物料在磨机内的停留时间(即磨矿时间)来控制产品粒度。然而，这种方式存在明显缺陷：磨矿时间的设定具有经验性和滞后性，难以实时响应给矿性质的变化，极易导致大鳞片石墨(+150μm)因过磨而破坏，同时部分已达到浮选要求的细颗粒因未能及时分出而继续被研磨，造成能耗浪费和回收率下降。
[0003]因此，如何精确、快速地将达到浮选要求的合格颗粒从磨矿过程中分离出来，并直接送入浮选工序，是实现高效、低耗、保护大鳞片石墨选矿的核心挑战。现有技术缺乏一种能将磨矿粒度实时检测、不合格颗粒即时回流再磨、合格颗粒即时排出的连续一体化设备。
发明内容
[0004]本发明针对现有技术的不足，提供一种石墨分级研磨-旋流浮选一体化设备及选矿方法。其核心思想是废除传统的“时间控制磨矿”模式，代之以“需求牵引研磨”的在线闭路分选模式。通过设备一体化设计和内置动态筛分回流机制，使得研磨作业的唯一目标是产出可直接进行有效浮选的合格颗粒，从而实现磨矿与浮选的精准、连续、高效衔接。
[0005]所述设备为立式一体化结构，自上而下主要由旋流浮选仓(1)、智能调浆仓(2)和分级研磨仓(3)通过法兰或螺纹连接而成，整体支撑于底座(8)上。其核心创新在于分级研磨仓(3)的设计：
仓内集成有动态分级筛网，可在研磨过程中实时筛分颗粒。
[0006]仓内设有螺旋输送筒，用于提升筛下合格矿粉至上层智能调浆仓(2)。
[0007]仓内设有矿料回流通道或结构，使未能通过筛网的粗颗粒(即未合格颗粒)自动返回研磨区(如辊轮与磨盘之间)继续接受研磨。
[0008]通过自动调节装置(7)可在线调整研磨强度(如辊隙)，但磨矿的控制逻辑不再是固定的时间，而是以实时筛分出的颗粒是否达到浮选要求(鳞片完整度≥92%)为判断准则和停止信号。
[0009]智能调浆仓(2)接收合格矿粉后，通过在线监测和自动加药系统，制备成分散均匀的矿浆。旋流浮选仓(1)则利用旋流场强化浮选动力学过程，高效分选出石墨精矿。
[0010]选矿方法
基于上述设备的选矿方法，包括以下连续步骤：
动态分级研磨：原矿石连续给入分级研磨仓(3)并接受研磨。研磨与筛分同步进行，筛下物被实时检测/判断：
若颗粒鳞片完整度≥92%(即达到浮选有效捕收的物理状态)，则被认定为“合格矿粉”，立即由螺旋输送筒输送至智能调浆仓(2)。
[0011]若未达到上述要求，则通过回流装置返回研磨区继续解离。
[0012]此过程不预设或依赖总的磨矿时间，研磨持续进行直至进料矿石全部转化为“合格矿粉”。
[0013]智能矿浆调制：合格矿粉在智能调浆仓(2)中与水、复合外加剂混合，通过在线监测矿浆分散度(控制目标≤5μm)，实时优化药剂添加，形成稳定均相的浮选矿浆。
[0014]旋流强化浮选：调制好的矿浆进入旋流浮选仓(1)，在可控旋流场和优化的气液协同条件(如气液比3:1)下，石墨颗粒与气泡高效碰撞吸附，富集于泡沫层，并由机械刮板(4)刮出收集，获得最终精矿。
有益效果
[0015]取消独立磨矿时间控制：通过“研磨-筛分-回流-输出”一体化闭环设计，使磨矿作业直接以产出浮选合格粒度为目标，解决了传统时间控制模式导致的过磨、欠磨或能耗不均问题。
[0016]极大保护大鳞片石墨：合格颗粒被即时分离移出，避免了已解离大鳞片在磨机内的无谓停留和二次破坏，显著提高了+150μm大鳞片石墨的产率与完整度(≥92%)。
[0017]流程连续高效，回收率提升：细粒级合格石墨一经产生即进入浮选，避免了在磨矿系统中的循环损失，提高了整体回收率(≥95%)。同时，一体化设备缩短了流程，减少了厂房占地面积和设备投资。
[0018]产品质量稳定：精准的粒度控制和高效的浮选环境，保障了最终石墨精矿的高固定碳含量(≥99.5%)。
附图说明
[0019]图1：设备整体装配轴测图。
[0020]图2：分级研磨仓侧面结构示意图，展示内部筛网、螺旋输送筒及回流路径。
[0021]图3：分级研磨仓轴测图，展示与电机驱动装置的连接。
[0022]图4：智能调浆仓侧面结构示意图，展示在线监测装置安装位置。
[0023]图5：智能调浆仓轴测图。
[0024]图6：智能调浆仓前视结构示意图。
[0025]图7：旋流浮选仓侧面结构示意图，展示仿生导流结构与机械刮板布局。
[0026]图中：1、旋流浮选仓;2、智能调浆仓;3、分级研磨仓;4、机械刮板;5、精矿槽;6、进料口;7、自动调节装置;8、底座;9、电机;10、联轴器;11、监测装置
具体实施方式
[0027]结合附图，对本发明的具体工作方式进行说明：
分级研磨仓实施方式：矿石由进料口(6)连续加入。自动调节装置(7)可根据初始给矿粒度分布预设辊轮初始间隙。研磨过程中，颗粒受辊轮碾压解离，细颗粒下落通过动态分级筛网。设置在筛网下方的在线分析探头(如图像分析仪或激光粒度仪)或根据筛网孔径与输送条件的预设逻辑，判断颗粒合格与否。合格矿粉落入中央螺旋输送筒(3)的底部受料区，被立即提升。未合格颗粒(筛上物或经判断回流物)沿回流通道(如导流锥面或内循环路径)返回研磨区。整个过程是连续的，磨机始终在有新给矿和回流粗颗粒的状态下工作，直到当批或连续给矿全部转化为合格矿粉并输出为止，不存在一个独立的“磨矿时间”参数。
[0028]智能调浆仓实施方式：螺旋输送筒将合格矿粉从顶端排出，进入智能调浆仓(2)。仓内设有搅拌器，并连接有水管和药剂管。矿浆分散度在线监测仪实时反馈数据给控制系统，动态调整水和复合外加剂(如捕收剂、起泡剂)的添加速率，确保矿浆处于最佳浮选状态。
[0029]旋流浮选仓实施方式：调浆后的矿浆自流进入旋流浮选仓(1)。空气由底部或侧部通入，在搅拌器或固定导流叶片作用下形成稳定旋流。气泡与疏水的石墨颗粒在旋流场中碰撞概率(P_c)和附着稳定性(P_s)得到加强。通过调节阀门控制进气量与矿浆流量，维持最佳气液比(如3:1)。附着石墨的泡沫上升至液面，被旋转的机械刮板(4)刮入精矿槽(5)。尾矿从底部排出。
[0030]
[0031]其中：
P: 单个颗粒的总体浮选概率。
[0032]P_c: 碰撞概率。颗粒与气泡发生碰撞的概率。这主要取决于颗粒大小、气泡大小、浮选槽的流体动力学条件(湍流强度)。
[0033]P_a: 附着概率。碰撞后，颗粒能否成功脱离水化膜并与气泡稳定附着的概率。这主要取决于石墨的表面疏水性(可浮性)。
[0034]P_s: 稳定概率(或脱落概率的补数)。已附着的颗粒团能否在浮选槽的湍流中保持稳定，不从气泡上脱落的概率。这主要取决于颗粒与气泡之间的附着力和外部流体剪切力。
[0035]对于石墨矿，由于其天然良好的疏水性(可浮性很好)，P_a通常很高且相对稳定。因此，粒度(d)对P_c和P_s的影响就成为决定浮选概率P的关键因素。
[0036]根据浮选概率方程的描述，颗粒是否能够成为泡沫产品而取决于颗粒和气泡的碰撞概率、黏附概率和脱落概率的乘积，颗粒越细碰撞概率和黏附概率越小，而脱落概率越大，从而直接导致浮选概率很低，因而回收率也会降低。
说明书附图(7)
