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石墨矿选矿工艺流程

2022-06-01 12:53:18

石墨矿是经高压变质而成,一般呈青灰色,风化后呈黄褐色或灰白色,共生矿物较复杂,主要伴有长石、石英、黑云母、黄铁矿、磁黄铁矿、金红石等杂质矿物。根据鳞状石墨矿矿床特性及矿石性质的不同,其提纯方法也有所不同,石墨矿选矿工艺流程主要的石墨矿选矿方法有浮选提纯法、碱酸提纯法、氢氟酸提纯法、氯化焙烧提纯法和高温法。

1、石墨矿选矿工艺流程-浮选法提纯石墨矿工艺流程

鳞片石墨矿具有较好的可浮性,因此浮选能较好地将石墨与其他杂质矿物分离。为能有效保护石墨鳞片并提高大片石墨的产率和品位,工艺流程厂采用粗精矿多段再磨多段再选工艺, 这样可以及时筛分出已经解离的大鳞片石墨,还能避免鳞片受到反复磨碎而破碎。

浮选过程中,常使用煤油、柴油、重油、磺酸酯、硫酸脂、酚类、羧酸类等作为捕收剂,2油、4油作为起泡剂。

浮选提纯法主要适于低碳鳞片石墨,能有效保护石墨鳞片和提高石墨的品位,且生产成本低,能耗低,但该工艺精选次数较多、中矿返回量大、流程复杂,且生产不易控制。

2、石墨矿选矿工艺流程-碱酸法提纯石墨矿工艺流程

鳞片石墨矿碱酸提纯法主要是由碱熔过程和酸浸过程组成。

碱熔过程:利用石墨耐酸碱的性质,将氢氧化钠和石墨按照一定比例混匀后在高温下煅烧,在熔融状态下碱和石墨中的部分杂质( 石英、硅酸盐和硅铝酸盐等) 发生化学反应生成水溶性或酸溶性盐,再进行水洗脱除硅来实现石墨的提纯。

酸浸过程:将碱熔脱硅后的产物进行酸浸处理,使在熔融过程中不与碱发生反应的杂质( 金属氧化物) 与酸发生发应转化为可溶性盐,在经过水洗等工艺来提纯石墨。

鳞片石墨矿碱酸提纯法主要适于中碳石墨和高碳石墨矿。该工艺方法设备简单,适用性强,一次性投资小且能获得高品位石墨。但该工艺需在高温下进行,能耗大,所用药剂易腐蚀设备,耗水量大。

3、石墨矿选矿工艺流程-氢氟酸法提纯鳞片石墨矿工艺流程

氢氟酸提纯鳞片石墨矿是将石墨与氢氟酸混合,在一定温度下反应一段时间后,生成可溶于水的化合物(或挥发物),然后经水洗脱去杂质,脱水烘干后得到纯化后的石墨产品。

为了有效避免杂质(金属离子)生成沉淀,会在氢氟酸中加入少量的稀硫酸、稀盐酸、稀硝酸或氟硅酸等。

石墨具有耐酸性,但矿物中赋存的石英、硅酸盐杂质等能与氢氟酸发生反应,所以氢氟酸提纯法主要适于提纯高碳石墨矿。该工艺流程简单,石墨矿提纯品位高,成本低。但氢氟酸易挥发且有剧毒,使用不当会造成安全事故和污染环境,因此,在使用过程中必须做好安全防护措施,产生的废水必须进行集中处理达标后才能排放。

4、石墨矿选矿工艺流程-氯化焙烧法提纯石墨矿工艺流程

氯化焙烧提纯鳞片石墨矿是将石墨与还原剂按一定比例混合,然后在指定的设备内高温焙烧。石墨中的杂质(硅酸盐、硅酸铝盐等)会在高温下分解成SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO 等氧化物,这些氧化物与氯气反应会转变成气象或凝聚象的氯化物,再利用氯化物沸点低的性质通过高温焙烧使其汽化逸出,从而实现石墨提纯。

氯化焙烧提纯法主要适于处理含硅酸盐类石墨矿,提纯效率高,但还原剂氯气有毒,会造成设备腐蚀和环境污染。在实际生产中应用的较少。

5、石墨矿选矿工艺流程-高温法提纯石墨矿工艺流程

鳞片石墨矿物理法提纯主要采用的是高温法。石墨的熔点为3773K,其熔沸点大于硅酸盐,仅次于金刚石,是自然界中熔沸点最高的物质之一。高温石墨纯化法是利用石墨与杂质熔沸点的差异,将石墨矿加入石墨坩埚中,在一定条件下通入惰性气体和保护气体,利用特定的设备加热,当温度达到2700℃时,使杂质汽化逸出,从而达到石墨纯化的目的。高温提纯法提纯效率高,石墨纯度可达99.99%,但高温提纯石墨矿会受诸多因素影响,且工艺能耗高,对设备和原料要求非常高,投资较大。

以上便是常见的石墨矿选矿工艺流程,至于选择哪一种,需根据选矿试验确定鳞片石墨矿矿物性质,选择适合的提供工艺,方能获得理想的石墨精矿。

石墨矿具备良好的疏水性,石墨矿选矿工艺流程多采用浮选法对其进行初步的富集提纯。为了获得高固定碳含量的精矿,浮选一般要求一次粗选、一次扫选、2~10次精选作业。由于磨矿选别次数较多,流程中会产生大量中矿(中矿产率一般为50%~70%,甚至可达85%以上),因此需对石墨中矿进行处理,以提高回收率。

石墨产品分为鳞片石墨和微晶石墨两大类:鳞片石墨指天然晶质石墨,其形似鱼鳞状,系由晶质(鳞片状)石墨矿石经加工、选矿、有的经提纯而得的产品;微晶石墨曾称土状石墨或无定形石墨,指由微小的天然石墨晶体构成的致密状集合体,系由隐晶质(土状)石墨矿石经加工、有的经选矿、提纯而得的产品。

一、晶质石墨的选矿加工方法及石墨矿选矿工艺流程

晶质石墨天然可浮性较好,在中国基本上都是采用浮选方法进行选矿。由于石墨鳞片的大小是其最重要的质量指标之一,因此在选别方法上采用多段磨矿、多次选别的工艺以便尽早选出大鳞片石墨。浮选常用捕收剂为煤油、柴油等,起泡剂为二号油、四号油等,调整剂为石灰、碳酸钠,抑制剂为水玻璃。

晶质石墨矿选矿工艺流程:由于石墨矿石的硬度一般为中硬或中硬偏软,品位一般在2%~10%之间,破碎流程比较简单,常采用三段开路、两段开路或一段破碎流程。以加工风化矿为主的中小矿山,则不经破碎而直接送入球磨。浮选工艺流程一般为多段磨矿、多段选别、中矿顺序(或集中)返回的闭路流程。多段流程有三种形式,即精矿再磨、中矿再磨和尾矿再磨。晶质石墨多采用精矿再磨流程,正常情况下选矿作业回收率可达80%左右。有些矿山也曾尝试中矿再磨流程,但效果不明显。个别小厂也有采用开路或半开路浮选流程,因丢弃尾矿点过多。选矿回收率很低,一般只有40%~50%。

二、隐晶质石墨选矿加工方法及石墨矿选矿工艺流程

隐晶质石墨晶体极小,故也叫微晶石墨,石墨颗粒常常嵌布在粘土中,分离很困难。由于原矿品位高(一般含碳60%~80%),因此许多石墨矿山将采出的矿石直接进行粉碎加工,出售石墨粉产品。湖南鲁塘石墨矿曾于50年代建立浮选厂浮选微晶石墨,但因成本太高而停产。目前一些单位仍在进行微晶石墨浮选新工艺(如油团聚浮选等)的研究。

隐晶质石墨矿选矿工艺流程:虽然隐晶质石墨矿石品位较高,但难以分选。在中国,通常都是将开采出来的石墨矿石经过简单的手选后,直接粉碎成产品出售。一般流程为:原矿→粗碎→中碎→烘干→磨矿→分级→包装。

石墨矿选矿工艺流程:主要针对各种结晶形态不同的石墨矿、黄铁矿或云母等伴生的石墨矿,采用多段磨矿多段浮选和重选浮选联合两种选矿工艺。

1、石墨矿选矿工艺流程-多段磨矿多段浮选工艺流程:由于晶质石墨具有天然可浮性,鳞片石墨有较好的可浮性,因此对于这两种石墨矿,鑫海通常采用多段磨矿多段浮选的方法来进行选矿。之所以要选用多磨多浮的方法,是因为要保护石墨鳞片,确保鳞片不受损,确保精矿质量满足要求。在多段浮选的流程中,浮选药剂的应用:捕收剂应选用柴油、重油、煤油、硫酸脂、酚类等;起泡剂则应选用二号油、四号油、丁醚油和醚醇等。

2、石墨矿选矿工艺流程-重选浮选联合工艺流程:对于伴有多种脉石的石墨矿,鑫海矿装通常会采用重选和浮选联合的工艺来进行石墨矿选矿。首先用重选法将轻重矿物进行分离,分离之后采用浮选法对尾矿即轻矿物进行浮选。

石墨矿选矿工艺流程-石墨矿中矿处理的方法有中矿集中返回、循序返回、单独处理和多种处理等方式。下面我们一起来了解石墨矿的中矿处理方法。

一、石墨矿选矿工艺流程-石墨矿中矿集中返回流程

中矿集中返回是指将流程中的中矿合并集中返回到适当的位置。中矿集中返回又包括中矿一段集中返回、两段集中返回或者多段集中返回、中矿浓缩再磨集中返回等。中矿集中返回的优点简化流程,缺点是当中矿较多、中矿性质差异较大时,会对浮选产生不良影响,如果中矿过多,容易导致浮选液面波动较大,尾矿固定碳含量容易变高,精矿回收率下降等。

1、石墨矿选矿工艺流程-石墨矿一段集中返回流程

中矿一段集中返回就是将流程中所有中矿集中返回到某一作业,返回的位置有粗选、粗磨、一次精选等,具体的返回点视中矿的性质而定。中矿一段集中返回适合处理以片麻岩型为主的地表石墨矿砂,对最终精矿的固定碳含量提高极为有效。但该种工艺不易控制,流程波动大。一般小型选矿厂可用一段集中返回。

2、石墨矿选矿工艺流程-石墨矿分段集中返回流程

分段集中返回一般是将低固定碳含量的中矿集中返回到某一作业,然后再将固定碳含量较高的中矿合并返回到另一作业。中矿分段集中返回可以根据中矿性质和固定碳含量来确定中矿的返回地点,有利于提高回收率,并保证最终精矿同定碳含量。

二、石墨矿选矿工艺流程-石墨矿中矿循序返回流程

石墨中矿循序返回包括普通循序返回、中矿隔级循序返回等。一般对可浮性较差,又要提高回收率的石墨矿宜采用循序返回的处理方式。普通的循序返回就是中矿依次返回前一作业,而隔级循序返回则是中矿不是返回前一作业,而是返回到流程中较前面的作业。适用于石墨的可浮性较差,但又要加强回收率的情况。由于中矿经过再选的机会少,循序返回,大鳞片不易流失,因此回收率高。中矿循序返回可以大大减少中矿循环,减少粗、扫选作业的负担,有利于选矿回收率的提高。但是由于中矿循序返回,那么它受选别的机会相应减少,由于前部作业的贫化,以及中矿连生体较多,容易使最终精矿固定碳含量下降。然而如果中矿含连生体较少,矿浆浓度较低,采用循序返回的方法对提高精矿品位和回收率是有利的。此外中矿的循序返回时,中矿带人的水可以减少浮选作业中新鲜水的加入,与其他返回方式相比,减轻了选矿厂浓缩脱水负担,增加回水的利用率。但是中矿循序返回后中矿再磨再选机会少,对固定碳含量提高不大,因此目前石墨选矿中完全循序返回的工艺流程较少,一般都是与其他中矿处理方式联合使用。

三、石墨矿选矿工艺流程-石墨矿中矿单独处理流程

中矿单独处理是将中矿合并单独进行再磨再选,是根据不同的中矿的性质对中矿进行直接抛尾、单独再磨再选或者直接再选处理。中矿单独处理包括:极低品位中矿直接抛尾、部分中矿作为低品位精矿产品、中矿集中单独再选返回流程、中矿集中再磨再选返回流程。这种方法可以减少中矿循环量,减轻粗扫选作业的负担,有利于降低尾矿品位,提高选矿回收率。此外,当中矿的目的矿物石墨多与石英等脉石矿物以石墨夹杂于脉石矿物孔隙之间、或被脉石矿物包裹和吸附的方式连生时,对中矿进行单独的再磨再选,可以使石墨与脉石矿物进一步单体解离,并对这部分进行有效的回收。

四、石墨矿选矿工艺流程-中矿多种处理方式联合工艺流程

由于石墨选矿流程长,中矿多,中矿性质差异较大,因此采用多种处理方式对中矿进行联合处理是比较合理的,这也是石墨中矿处理的一种趋势。中矿多种方式联合处理工艺,包括中矿单独处理与集中返回联合、中矿单独处理与部分循序返回联合、集中返回与循序返回联合等。

石墨矿选矿工艺流程常用的石墨矿选矿设备:晶质、非晶质石墨矿石粗碎多采用颚式破碎机,中、细碎多采用圆锥破碎机或锤式破碎机,磨矿采用球磨机、研磨机或振动磨。浮选常采用A型或JJF型、CHF型、XJK型浮选机。产品脱水常采用各种离心脱水机或折带式过滤机。产品分级多采用高方筛,少数采用平面摇动筛、旋回筛,其中高方筛本是粮食工业定型设备,在矿物加工中是石墨产品分级所特有的筛分设备。石墨超细粉碎采用雷蒙磨、高速冲击式粉碎机和气流粉碎机。

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