從石墨礦石中除去雜質提高其精礦含碳量的工藝過程。石墨是一種有多種優良性能的非金屬礦物。耐高溫和化學穩定性使其成為耐火材料的重要原料。此外,在化工、機械、電子、原子能等領域都有重要應用。
按結晶形態,可將石墨分為鱗片石墨(晶質石墨)和無定型石墨(隱晶質石墨、土狀石墨)。鱗片石墨晶體粒徑大于1%26mu;m,一般為0.05~1.5mm。礦石品位較低,伴生的礦物有云母、長石、石英、透閃石、透輝石、石榴石等,有時還伴有金紅石、釩云母等有用組分。無定形石墨晶體粒徑小于1%26mu;m。其工藝性能不如鱗片石墨,工業應用范圍較小。礦石品位一般都較高,但可選性差。伴生礦物有紅柱石、水云母、絹云母、黃鐵礦、電氣石等。
鱗片石墨精礦產品按固定碳含量不同分為高純(含碳99.0%~99.99%)、高碳(含碳94.0%~99.0%)、中碳(含碳80.0%~93.0%)、低碳(含碳50.0%~79.0%)石墨四類。各類又按粒度分成級別。以鱗片大、含碳量高者為上乘。中國制定的鱗片石墨產品質量標準為GB3518%26mdash;83。無定形石墨按粒度不同分為石墨粉和石墨粒。各產品又按固定碳含量、粒度及雜質含量不同分成若干級別,詳見GB3519%26mdash;83。耐火材料所用的石墨應為中等大小鱗片的高純、高碳和中碳石墨。
中國是石墨礦儲量豐富的國家。主要產地有山東、黑龍江、內蒙古等省、自治區。世界生產石墨的國家主要有馬達加斯加、俄羅斯、印度、朝鮮等國。
石墨礦一般工業指標
類型 |
礦石品位(ωB)% |
可采厚度m |
夾石
剔除厚度m |
剝采比
m3/m3 |
邊界品位 |
工業品位 |
晶質(鱗片狀)石墨礦 |
風化礦石 |
2~3 |
2.5~3.5 |
露天開采
2~4 |
露天開采
1~4 |
不大于
3﹕1~4﹕1 |
原生礦石 |
2.5~3.5 |
3~8 |
隱晶質(土狀)石墨礦 |
≥55 |
≥65 |
地下開采
0.7~1.4 |
地下開采
1~3 |
|
注:由于晶質(鱗片狀)石墨的片度不同,其工業用途及經濟價值都相差甚大,在制定作為提供礦山建設設計依據的地質勘查報告所用工業指標時,應根據正目石墨含量的高低,提出相應不同高低的邊界品位和工業品位要求,即正目石墨含量高時,品位要求可低;反之,則品位要求要高。對應邊界品位及工業品位的正目石墨含量要求,一般可掌握在40-60%左右。正目石墨含量是指礦石經選礦所得精礦篩析后,+100(0.147mm)目石墨在精礦中所占的百分比。 |
選礦方法
浮選是石墨選礦的主要方法,但鱗片狀石墨的浮選與無定形石墨有所不同。鱗片石墨選礦過程中要注重保護石墨大鱗片。
① 鱗片石墨浮選
鱗片狀石墨礦石入選品位較低,一般為4%~15%,但可浮性很好。在選礦過程中應注意保護鱗片,故需多段磨礦多段選別,一般采用3段三6段再磨再選。浮選常用起泡劑為二號油、四號油、醚醇、丁醚油等;捕收劑為煤油、柴油、重油、磺酸酯、硫酸脂、酚類、羧酸類等。
② 無定形石墨選礦
無定形石墨礦原料品位較高,一般為30%~90%,但由于石墨嵌布粒度細,提高品位卻比較困難。浮選常用煤焦油作捕收劑、樟油、松油為起泡劑、碳酸鈉為調整劑,水玻璃和氟硅酸鈉為抑制劑。
石墨精礦含碳量一般為85%~93%。為獲得高純石墨,需進行提純加工。提純方法有化學提純法、高溫提純法和混合法。常用的化學提純是在精礦中加入NaOH,在500℃以上溫度時使精礦中的硅酸鹽類礦物轉化成可溶性硅酸鹽,通過水澆將其除去,再在常溫下用鹽酸溶出金屬雜質。高溫提純是將石墨置于專門電爐中隔絕空氣加熱到2500C時,其中雜質被蒸發出去。
選礦工藝流程鱗片石墨選礦工藝過程包括:(1)準備作業(粗、細破碎和粗磨);(2)浮選作業(粗選、掃選和各次精選);(3)精礦處理(脫水、干燥、分級和包裝)。石墨礦石硬度中等偏軟。
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