石墨矿的种类与加工工艺紧密相关。不同类型的石墨矿石,依据晶体的大小和形态,适用于不同的生产流程。天然石墨一般按晶体直径的大小,分为以下几类:
无定形石墨(晶体直径小于1微米)
结晶石墨(晶体直径大于1微米)
其中,结晶石墨又可以根据晶体的大小,进一步划分为:
大片状石墨(晶体直径大于147微米)
小片状石墨(晶体直径小于147微米)
无定形石墨与矿石处理
无定形石墨矿石具有较高的品位,通常含碳量在60%到80%之间。这种石墨的矿石颗粒非常细小,常常被黏土包裹,难以通过浮选方法直接分离。这类矿石的处理方式通常是将其原矿破碎并研磨成粉末,然后以石墨粉的形式出售。
传统的处理工艺流程包括:
原矿开采 → 破碎 → 干燥 → 研磨 → 分级 → 包装。
片状石墨的加工流程
相比于无定形石墨,片状石墨(即结晶石墨)通常具有更好的浮选性能,这使得泡沫浮选成为一种非常有效的选矿方法。大鳞片石墨因其优异的性能和广泛的应用,在选矿时需要特别注意保护石墨片状表面,避免在加工过程中受到损伤,同时确保及时分离。在处理鳞片石墨时,常采用多级研磨和多级浮选的工艺,以确保最终产品的质量。
石墨矿石的破碎过程
原矿粒度:300~500毫米
最终产品粒度:10~20毫米
破碎工艺:通常采用两级或三级开路破碎工艺
破碎设备:粗碎使用颚式破碎机,细碎使用圆锥破碎机或锤式破碎机
石墨矿石的研磨工艺
石墨矿的研磨一般采用多级磨矿和多级浮选相结合的工艺。磨矿次数一般为2到7次,浮选次数可达2到10次。具体的研磨流程如下:
磨矿设备:粗磨多使用棒磨机或格子式球磨机,重磨则采用溢流式球磨机
研磨方式:粗磨阶段为闭路研磨,重磨与浮选阶段则为开路研磨
分级与分离:在多级研磨中,尽量通过分级机将高品位的大颗粒石墨及时分离出来。
石墨矿浮选分离
在浮选过程中,常用的剂包括:
捕收剂:煤油和柴油是常用的选择。
发泡剂:2号油是常见的发泡剂。
调节剂:当石墨中含有黄铁矿时,通常会加入石灰来抑制黄铁矿的浮选。如果脉石中含有硅酸盐矿物、石英或云母,则常使用羧甲基纤维素钠、水玻璃,或两者的混合物来抑制脉石。
浮选的设备一般使用石墨矿专用浮选机或浮选柱。
石墨矿的提纯
浮选后的石墨精矿通常含有90%到97%的固定碳。如果需要进一步提高石墨的纯度,可以进行提纯处理。常见的石墨提纯工艺包括高温法、热精、浸出法以及混合酸浸出法等。其中,以高温法提纯最为常见,这种方法能够将石墨纯度提升至97%至99%以上。
通过这些工艺流程的优化和调整,不同类型的石墨矿石可以被有效地处理和提纯,以满足不同工业领域对石墨的需求。