石墨是一種重要的非金屬礦產(chǎn)資源,是一種由碳元素(碳的一種素異形體)組成的礦物,不易同酸、堿等藥劑發(fā)生反應(yīng),在氧氣中燃燒生成二氧化碳,可被強(qiáng)氧化劑如濃硝酸、高錳酸鉀等氧化。
石墨的工藝特性主要取決于它的結(jié)晶形態(tài),根據(jù)結(jié)晶形態(tài)的不同,工業(yè)上可將天然石墨分為致密結(jié)晶狀石墨、隱晶質(zhì)石墨和鱗片石墨三類,因此選礦工藝也有所不同。
一般石墨礦選礦流程主要包括破碎、磨礦、浮選和中礦處理幾部分。
石墨礦的硬度一般為中硬或中硬偏軟,原礦品位在2~10%之間,破碎流程比較簡單,常采用三段開路、兩段開路或一段開路流程,如果是處理風(fēng)化礦的小型礦山,則可以不經(jīng)過破碎直接去磨礦。
常見的石墨礦破碎設(shè)備有:顎式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)
由于晶質(zhì)石墨具有天然可浮性,磷片石墨有較好的可浮性,在我國基本都采用浮選法進(jìn)行選別,由于石墨磷片的大小是其重要的質(zhì)量指標(biāo)之一,因此在選別方法上采用多段磨礦多段選別的工藝,一般一段磨礦一般磨到-200目40%左右開始進(jìn)行浮選,后面進(jìn)行多次磨剝,多次選別,以便盡早選出大磷片石墨。
常見的石墨礦磨礦設(shè)備有:格子型球磨機(jī)、溢流型球磨機(jī)、直筒球磨機(jī)
由于磨選次數(shù)多,流程中會產(chǎn)生很多中礦,中礦一般含有大量的石墨,若不進(jìn)行處理,將會降低回收率,造成資源浪費。
石墨浮選中礦的處理方式主要有以下幾種:集中返回、循序返回、單獨處理、多種處理方式聯(lián)合工藝。(石墨礦中礦處理方法介紹)
石墨礦的選礦方法(更多石墨礦提純方法)有浮選法、重選法和電選法三種,各選礦方法特點見下表:
選礦方法 | 浮選 | 重選 | 電選 |
原理 | 石墨具有天然可浮性 | 礦物間存在密度差異 | 石墨具有良好的導(dǎo)電性 |
去除脈石礦 | 粘土、石英、云母、長石等硅酸鹽礦物 | 黃鐵、石榴石、金紅石、透閃石等比重較大礦物 | 石英、長石、云母等導(dǎo)電性差的礦物 |
應(yīng)用環(huán)境 | 石墨礦精選 | 石墨預(yù)處理(多余浮選聯(lián)合) | 石墨礦粗選 |
上述三種方法中,以浮選為主,經(jīng)浮選處理后的石墨礦,可獲得固定碳含量在90~97%的石墨精礦,若想繼續(xù)提高石墨的固定碳含量,還需采用高溫堿熔酸浸、HF酸浸、混酸浸或氯化焙燒等方法來實現(xiàn)。
石墨礦浮選法是根據(jù)其自身的疏水性或經(jīng)浮選藥劑作用獲得疏水特性,在礦漿體系借助氣泡浮力,在液 氣界面發(fā)生聚集使其與雜質(zhì)礦物分離,從而獲得高純度石英。但石墨礦的礦石性質(zhì)有所不同,其石墨的浮選工藝方法也有所不同,下面我們來簡單介紹各類型石墨礦的浮選工藝方法。
晶質(zhì)石墨包含致密結(jié)晶狀石墨和鱗片石墨兩類。其中狀結(jié)晶碳,伴有長石、石英、黑云母、黃鐵礦、磁黃鐵礦、金紅石等雜質(zhì)礦物,根據(jù)晶質(zhì)石墨礦礦石性質(zhì)可為大鱗片石墨礦浮選、細(xì)鱗片石墨礦浮選兩種。
大鱗片鱗片石墨浮選通常采用階段磨礦、階段浮選,致密結(jié)晶狀石墨礦由于儲量少、原礦固定碳含量高,一般直接開采利用或手選后直接利用,對這類石墨的浮選工藝研究較少。 而鱗片石墨礦經(jīng)高壓變質(zhì)而成,主要成分為片工藝,先將石墨經(jīng)粗選粗磨,獲得的粗精礦再進(jìn)行多次再磨和多次選別流程,主要目的是保護(hù)石墨片度,然后中礦則集中返回。而浮選過程中藥劑多以煤油、柴油、重油、磺酸酯、硫酸脂、酚類、羧酸類等作為捕收劑,2#油、4#油等作為起泡劑。 (其他大鱗片石墨礦選礦方法)
大鱗片選礦的主要目的是保護(hù)石墨鱗片,為了保護(hù)大鱗片和提高細(xì)鱗片的選擇性,在研究中設(shè)計新工藝流程即強(qiáng)化浮選工藝流程,主要包括混目粗選、大鱗片精選和細(xì)鱗片精選三部分。
混目粗選:目的是保證鱗片盡量少破壞的前提下,排棄尾礦,減少尾礦中石墨損失;
大鱗片精選:是以保護(hù)大鱗片為目的;
細(xì)鱗片精選:則是為了提高細(xì)鱗片的選擇性。
常用的石墨礦浮選設(shè)備為:xcf型充氣浮選機(jī)、kyf型充氣浮選機(jī)、浮選柱
微細(xì)鱗片石墨礦石的粗磨磨礦細(xì)度較細(xì),捕收劑和起泡劑用量大于一般細(xì)鱗片石墨浮選的用量;用石灰將礦漿pH調(diào)整為弱堿性,可以得到更好的浮選效果,同時可以抑制黃鐵礦;粗精礦經(jīng)多段再磨多次浮選后可得到較優(yōu)精礦指標(biāo);中礦返回可以提高精礦回收率。
常用的石墨礦浮選設(shè)備為:SF型浮選機(jī)、jjF型充氣浮選機(jī)、xjb浮選機(jī)
隱晶石墨也稱無定形石墨、土狀石墨,因其晶粒尺度微小,通常在1μm以下而得名。隱晶質(zhì)石墨,原礦固定碳含量高,一般為60%~85%,少量可達(dá)90%以上,但是可浮性較差,石墨粒度細(xì),一般浮選較為困難。
目前生產(chǎn)上主要是經(jīng)手選、破碎、磨礦處理后便能得到石墨精礦,而部分固定碳含量較低的礦石則需采用浮選、化學(xué)提純等方法進(jìn)行處理。