石墨礦選礦工藝流程
2022-06-01 12:53:18
石墨礦是經(jīng)高壓變質(zhì)而成，一般呈青灰色，風(fēng)化后呈黃褐色或灰白色，共生礦物較復(fù)雜，主要伴有長(zhǎng)石、石英、黑云母、黃鐵礦、磁黃鐵礦、金紅石等雜質(zhì)礦物。根據(jù)鱗狀石墨礦礦床特性及礦石性質(zhì)的不同，其提純方法也有所不同，石墨礦選礦工藝流程主要的石墨礦選礦方法有浮選提純法、堿酸提純法、氫氟酸提純法、氯化焙燒提純法和高溫法。
1、石墨礦選礦工藝流程-浮選法提純石墨礦工藝流程
鱗片石墨礦具有較好的可浮性，因此浮選能較好地將石墨與其他雜質(zhì)礦物分離。為能有效保護(hù)石墨鱗片并提高大片石墨的產(chǎn)率和品位，工藝流程廠采用粗精礦多段再磨多段再選工藝， 這樣可以及時(shí)篩分出已經(jīng)解離的大鱗片石墨，還能避免鱗片受到反復(fù)磨碎而破碎。
浮選過程中，常使用煤油、柴油、重油、磺酸酯、硫酸脂、酚類、羧酸類等作為捕收劑，2油、4油作為起泡劑。
浮選提純法主要適于低碳鱗片石墨，能有效保護(hù)石墨鱗片和提高石墨的品位，且生產(chǎn)成本低，能耗低，但該工藝精選次數(shù)較多、中礦返回量大、流程復(fù)雜，且生產(chǎn)不易控制。
2、石墨礦選礦工藝流程-堿酸法提純石墨礦工藝流程
鱗片石墨礦堿酸提純法主要是由堿熔過程和酸浸過程組成。
堿熔過程：利用石墨耐酸堿的性質(zhì)，將氫氧化鈉和石墨按照一定比例混勻后在高溫下煅燒，在熔融狀態(tài)下堿和石墨中的部分雜質(zhì)( 石英、硅酸鹽和硅鋁酸鹽等) 發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成水溶性或酸溶性鹽，再進(jìn)行水洗脫除硅來實(shí)現(xiàn)石墨的提純。
酸浸過程：將堿熔脫硅后的產(chǎn)物進(jìn)行酸浸處理，使在熔融過程中不與堿發(fā)生反應(yīng)的雜質(zhì)( 金屬氧化物) 與酸發(fā)生發(fā)應(yīng)轉(zhuǎn)化為可溶性鹽，在經(jīng)過水洗等工藝來提純石墨。
鱗片石墨礦堿酸提純法主要適于中碳石墨和高碳石墨礦。該工藝方法設(shè)備簡(jiǎn)單，適用性強(qiáng)，一次性投資小且能獲得高品位石墨。但該工藝需在高溫下進(jìn)行，能耗大，所用藥劑易腐蝕設(shè)備，耗水量大。
3、石墨礦選礦工藝流程-氫氟酸法提純鱗片石墨礦工藝流程
氫氟酸提純鱗片石墨礦是將石墨與氫氟酸混合，在一定溫度下反應(yīng)一段時(shí)間后，生成可溶于水的化合物（或揮發(fā)物），然后經(jīng)水洗脫去雜質(zhì)，脫水烘干后得到純化后的石墨產(chǎn)品。
為了有效避免雜質(zhì)（金屬離子）生成沉淀，會(huì)在氫氟酸中加入少量的稀硫酸、稀鹽酸、稀硝酸或氟硅酸等。
石墨具有耐酸性，但礦物中賦存的石英、硅酸鹽雜質(zhì)等能與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)，所以氫氟酸提純法主要適于提純高碳石墨礦。該工藝流程簡(jiǎn)單，石墨礦提純品位高，成本低。但氫氟酸易揮發(fā)且有劇毒，使用不當(dāng)會(huì)造成安全事故和污染環(huán)境，因此，在使用過程中必須做好安全防護(hù)措施，產(chǎn)生的廢水必須進(jìn)行集中處理達(dá)標(biāo)后才能排放。
4、石墨礦選礦工藝流程-氯化焙燒法提純石墨礦工藝流程
氯化焙燒提純鱗片石墨礦是將石墨與還原劑按一定比例混合，然后在指定的設(shè)備內(nèi)高溫焙燒。石墨中的雜質(zhì)（硅酸鹽、硅酸鋁鹽等）會(huì)在高溫下分解成SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO 等氧化物，這些氧化物與氯氣反應(yīng)會(huì)轉(zhuǎn)變成氣象或凝聚象的氯化物，再利用氯化物沸點(diǎn)低的性質(zhì)通過高溫焙燒使其汽化逸出，從而實(shí)現(xiàn)石墨提純。
氯化焙燒提純法主要適于處理含硅酸鹽類石墨礦，提純效率高，但還原劑氯氣有毒，會(huì)造成設(shè)備腐蝕和環(huán)境污染。在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用的較少。
5、石墨礦選礦工藝流程-高溫法提純石墨礦工藝流程
鱗片石墨礦物理法提純主要采用的是高溫法。石墨的熔點(diǎn)為3773K，其熔沸點(diǎn)大于硅酸鹽，僅次于金剛石，是自然界中熔沸點(diǎn)最高的物質(zhì)之一。高溫石墨純化法是利用石墨與雜質(zhì)熔沸點(diǎn)的差異，將石墨礦加入石墨坩堝中，在一定條件下通入惰性氣體和保護(hù)氣體，利用特定的設(shè)備加熱，當(dāng)溫度達(dá)到2700℃時(shí)，使雜質(zhì)汽化逸出，從而達(dá)到石墨純化的目的。高溫提純法提純效率高，石墨純度可達(dá)99.99%，但高溫提純石墨礦會(huì)受諸多因素影響，且工藝能耗高，對(duì)設(shè)備和原料要求非常高，投資較大。
以上便是常見的石墨礦選礦工藝流程，至于選擇哪一種，需根據(jù)選礦試驗(yàn)確定鱗片石墨礦礦物性質(zhì)，選擇適合的提供工藝，方能獲得理想的石墨精礦。
石墨礦具備良好的疏水性，石墨礦選礦工藝流程多采用浮選法對(duì)其進(jìn)行初步的富集提純。為了獲得高固定碳含量的精礦，浮選一般要求一次粗選、一次掃選、2～10次精選作業(yè)。由于磨礦選別次數(shù)較多，流程中會(huì)產(chǎn)生大量中礦（中礦產(chǎn)率一般為50％～70％，甚至可達(dá)85%以上），因此需對(duì)石墨中礦進(jìn)行處理，以提高回收率。
石墨產(chǎn)品分為鱗片石墨和微晶石墨兩大類：鱗片石墨指天然晶質(zhì)石墨，其形似魚鱗狀，系由晶質(zhì)(鱗片狀)石墨礦石經(jīng)加工、選礦、有的經(jīng)提純而得的產(chǎn)品；微晶石墨曾稱土狀石墨或無定形石墨，指由微小的天然石墨晶體構(gòu)成的致密狀集合體，系由隱晶質(zhì)(土狀)石墨礦石經(jīng)加工、有的經(jīng)選礦、提純而得的產(chǎn)品。
一、晶質(zhì)石墨的選礦加工方法及石墨礦選礦工藝流程
晶質(zhì)石墨天然可浮性較好，在中國(guó)基本上都是采用浮選方法進(jìn)行選礦。由于石墨鱗片的大小是其最重要的質(zhì)量指標(biāo)之一，因此在選別方法上采用多段磨礦、多次選別的工藝以便盡早選出大鱗片石墨。浮選常用捕收劑為煤油、柴油等，起泡劑為二號(hào)油、四號(hào)油等，調(diào)整劑為石灰、碳酸鈉，抑制劑為水玻璃。
晶質(zhì)石墨礦選礦工藝流程：由于石墨礦石的硬度一般為中硬或中硬偏軟，品位一般在2%～10%之間，破碎流程比較簡(jiǎn)單，常采用三段開路、兩段開路或一段破碎流程。以加工風(fēng)化礦為主的中小礦山，則不經(jīng)破碎而直接送入球磨。浮選工藝流程一般為多段磨礦、多段選別、中礦順序(或集中)返回的閉路流程。多段流程有三種形式，即精礦再磨、中礦再磨和尾礦再磨。晶質(zhì)石墨多采用精礦再磨流程，正常情況下選礦作業(yè)回收率可達(dá)80%左右。有些礦山也曾嘗試中礦再磨流程，但效果不明顯。個(gè)別小廠也有采用開路或半開路浮選流程，因丟棄尾礦點(diǎn)過多。選礦回收率很低，一般只有40%～50%。
二、隱晶質(zhì)石墨選礦加工方法及石墨礦選礦工藝流程
隱晶質(zhì)石墨晶體極小，故也叫微晶石墨，石墨顆粒常常嵌布在粘土中，分離很困難。由于原礦品位高(一般含碳60%～80%)，因此許多石墨礦山將采出的礦石直接進(jìn)行粉碎加工，出售石墨粉產(chǎn)品。湖南魯塘石墨礦曾于50年代建立浮選廠浮選微晶石墨，但因成本太高而停產(chǎn)。目前一些單位仍在進(jìn)行微晶石墨浮選新工藝(如油團(tuán)聚浮選等)的研究。
隱晶質(zhì)石墨礦選礦工藝流程：雖然隱晶質(zhì)石墨礦石品位較高，但難以分選。在中國(guó)，通常都是將開采出來的石墨礦石經(jīng)過簡(jiǎn)單的手選后，直接粉碎成產(chǎn)品出售。一般流程為：原礦→粗碎→中碎→烘干→磨礦→分級(jí)→包裝。
石墨礦選礦工藝流程：主要針對(duì)各種結(jié)晶形態(tài)不同的石墨礦、黃鐵礦或云母等伴生的石墨礦，采用多段磨礦多段浮選和重選浮選聯(lián)合兩種選礦工藝。
1、石墨礦選礦工藝流程-多段磨礦多段浮選工藝流程：由于晶質(zhì)石墨具有天然可浮性，鱗片石墨有較好的可浮性，因此對(duì)于這兩種石墨礦，鑫海通常采用多段磨礦多段浮選的方法來進(jìn)行選礦。之所以要選用多磨多浮的方法，是因?yàn)橐Ｗo(hù)石墨鱗片，確保鱗片不受損，確保精礦質(zhì)量滿足要求。在多段浮選的流程中，浮選藥劑的應(yīng)用：捕收劑應(yīng)選用柴油、重油、煤油、硫酸脂、酚類等;起泡劑則應(yīng)選用二號(hào)油、四號(hào)油、丁醚油和醚醇等。
2、石墨礦選礦工藝流程-重選浮選聯(lián)合工藝流程：對(duì)于伴有多種脈石的石墨礦，鑫海礦裝通常會(huì)采用重選和浮選聯(lián)合的工藝來進(jìn)行石墨礦選礦。首先用重選法將輕重礦物進(jìn)行分離，分離之后采用浮選法對(duì)尾礦即輕礦物進(jìn)行浮選。
石墨礦選礦工藝流程-石墨礦中礦處理的方法有中礦集中返回、循序返回、單獨(dú)處理和多種處理等方式。下面我們一起來了解石墨礦的中礦處理方法。
一、石墨礦選礦工藝流程-石墨礦中礦集中返回流程
中礦集中返回是指將流程中的中礦合并集中返回到適當(dāng)?shù)奈恢谩Ｖ械V集中返回又包括中礦一段集中返回、兩段集中返回或者多段集中返回、中礦濃縮再磨集中返回等。中礦集中返回的優(yōu)點(diǎn)簡(jiǎn)化流程，缺點(diǎn)是當(dāng)中礦較多、中礦性質(zhì)差異較大時(shí)，會(huì)對(duì)浮選產(chǎn)生不良影響，如果中礦過多，容易導(dǎo)致浮選液面波動(dòng)較大，尾礦固定碳含量容易變高，精礦回收率下降等。
1、石墨礦選礦工藝流程-石墨礦一段集中返回流程
中礦一段集中返回就是將流程中所有中礦集中返回到某一作業(yè)，返回的位置有粗選、粗磨、一次精選等，具體的返回點(diǎn)視中礦的性質(zhì)而定。中礦一段集中返回適合處理以片麻巖型為主的地表石墨礦砂，對(duì)最終精礦的固定碳含量提高極為有效。但該種工藝不易控制，流程波動(dòng)大。一般小型選礦廠可用一段集中返回。
2、石墨礦選礦工藝流程-石墨礦分段集中返回流程
分段集中返回一般是將低固定碳含量的中礦集中返回到某一作業(yè)，然后再將固定碳含量較高的中礦合并返回到另一作業(yè)。中礦分段集中返回可以根據(jù)中礦性質(zhì)和固定碳含量來確定中礦的返回地點(diǎn)，有利于提高回收率，并保證最終精礦同定碳含量。
二、石墨礦選礦工藝流程-石墨礦中礦循序返回流程
石墨中礦循序返回包括普通循序返回、中礦隔級(jí)循序返回等。一般對(duì)可浮性較差，又要提高回收率的石墨礦宜采用循序返回的處理方式。普通的循序返回就是中礦依次返回前一作業(yè)，而隔級(jí)循序返回則是中礦不是返回前一作業(yè)，而是返回到流程中較前面的作業(yè)。適用于石墨的可浮性較差，但又要加強(qiáng)回收率的情況。由于中礦經(jīng)過再選的機(jī)會(huì)少，循序返回，大鱗片不易流失，因此回收率高。中礦循序返回可以大大減少中礦循環(huán)，減少粗、掃選作業(yè)的負(fù)擔(dān)，有利于選礦回收率的提高。但是由于中礦循序返回，那么它受選別的機(jī)會(huì)相應(yīng)減少，由于前部作業(yè)的貧化，以及中礦連生體較多，容易使最終精礦固定碳含量下降。然而如果中礦含連生體較少，礦漿濃度較低，采用循序返回的方法對(duì)提高精礦品位和回收率是有利的。此外中礦的循序返回時(shí)，中礦帶人的水可以減少浮選作業(yè)中新鮮水的加入，與其他返回方式相比，減輕了選礦廠濃縮脫水負(fù)擔(dān)，增加回水的利用率。但是中礦循序返回后中礦再磨再選機(jī)會(huì)少，對(duì)固定碳含量提高不大，因此目前石墨選礦中完全循序返回的工藝流程較少，一般都是與其他中礦處理方式聯(lián)合使用。
三、石墨礦選礦工藝流程-石墨礦中礦單獨(dú)處理流程
中礦單獨(dú)處理是將中礦合并單獨(dú)進(jìn)行再磨再選，是根據(jù)不同的中礦的性質(zhì)對(duì)中礦進(jìn)行直接拋尾、單獨(dú)再磨再選或者直接再選處理。中礦單獨(dú)處理包括：極低品位中礦直接拋尾、部分中礦作為低品位精礦產(chǎn)品、中礦集中單獨(dú)再選返回流程、中礦集中再磨再選返回流程。這種方法可以減少中礦循環(huán)量，減輕粗掃選作業(yè)的負(fù)擔(dān)，有利于降低尾礦品位，提高選礦回收率。此外，當(dāng)中礦的目的礦物石墨多與石英等脈石礦物以石墨夾雜于脈石礦物孔隙之間、或被脈石礦物包裹和吸附的方式連生時(shí)，對(duì)中礦進(jìn)行單獨(dú)的再磨再選，可以使石墨與脈石礦物進(jìn)一步單體解離，并對(duì)這部分進(jìn)行有效的回收。
四、石墨礦選礦工藝流程-中礦多種處理方式聯(lián)合工藝流程
由于石墨選礦流程長(zhǎng)，中礦多，中礦性質(zhì)差異較大，因此采用多種處理方式對(duì)中礦進(jìn)行聯(lián)合處理是比較合理的，這也是石墨中礦處理的一種趨勢(shì)。中礦多種方式聯(lián)合處理工藝，包括中礦單獨(dú)處理與集中返回聯(lián)合、中礦單獨(dú)處理與部分循序返回聯(lián)合、集中返回與循序返回聯(lián)合等。
石墨礦選礦工藝流程常用的石墨礦選礦設(shè)備：晶質(zhì)、非晶質(zhì)石墨礦石粗碎多采用顎式破碎機(jī)，中、細(xì)碎多采用圓錐破碎機(jī)或錘式破碎機(jī)，磨礦采用球磨機(jī)、研磨機(jī)或振動(dòng)磨。浮選常采用A型或JJF型、CHF型、XJK型浮選機(jī)。產(chǎn)品脫水常采用各種離心脫水機(jī)或折帶式過濾機(jī)。產(chǎn)品分級(jí)多采用高方篩，少數(shù)采用平面搖動(dòng)篩、旋回篩，其中高方篩本是糧食工業(yè)定型設(shè)備，在礦物加工中是石墨產(chǎn)品分級(jí)所特有的篩分設(shè)備。石墨超細(xì)粉碎采用雷蒙磨、高速?zèng)_擊式粉碎機(jī)和氣流粉碎機(jī)。
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