石墨选矿与加工 -选矿技术-石墨-石墨选矿,石墨加工

一、石墨选矿加工方法

1.晶质石墨的选矿加工方法

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。

2.隐晶质石墨选矿加工方法

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。

3.石墨产品的提纯加工

现代工业对石墨产品要求向两方面发展:一是要求晶体大鳞片达到高纯,二是要求石墨产品颗粒达到超微细(如小于1μm或0.5μm)。中国已在南墅、北墅、柳毛、兴和等石墨选厂建立了石墨提纯和微细粉加工生产线,提纯方法主要是化学提纯。石墨化学提纯最成熟的工艺是利用苛性碱与石墨在700℃下熔融后,经洗涤到中性,再加盐酸处理、洗涤,使石墨含碳量达到98%~99%。也有厂家采用氢氟酸处理生产高纯石墨。

 

二 、工艺流程

 1.晶质石墨选矿流程

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%。

2.隐晶质石墨选矿加工流程

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。

 

三、常用技术设备

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。

四、石墨选矿实践

1.山东南墅石墨矿

该矿生产鳞片石墨。原矿露天开采,用汽车送入选矿厂。选矿工艺流程见图4.13.7。
主要设备有:颚式破碎机(600mm×900mm)用于粗碎,锤式破碎机(φ800mm×800mm 2台)用于中细碎,格子型球磨机(φ1500mm×3000mm 3台)用于原矿粗磨并与耙式分级机(6000mm×1200mm)组成闭路,溢流型球磨机(φ1200mm×3000mm 2台,φ900mm×300mm 1台)和卧式离心碾磨机(φ1500mm×3000mm 1台)用于粗精矿再磨,CHF-14浮选机(4台)用于粗选,XJK-2.8浮选机(34台)用于精选和扫选,刮刀卸料离心脱水机(WG-1200-2型8台)用于精矿脱水,刮板烘干机和沸腾干燥机用于干燥,高方筛(FSP-4型2台)用于产品筛分分级。

选矿厂原矿处理量约34~35万t/a,原矿粒度为450mm,入磨粒度为15mm,入选粒度小于0.15mm占60%~65%。原矿品位4.39%~4.45%,精矿品位88%~89%,回收率约80%,尾矿品位0.6%~0.8%。
该矿还采用化学法(酸碱处理法)提纯石墨,工艺流程如图4.13.8。主要设备有熔融炉(φ500mm×600mm)、洗涤槽(9800mm×1350mm×3900mm)、脱水机(WG-800型)和烘干机(φ800mm×700mm)等。经化学提纯后,石墨品位达到98%~99%,回收率达88%。

经过选矿和化学提纯的高碳或高纯石墨,再经过雷蒙磨、高速磨和气流磨进行微细粉碎,生产出含碳99%,粒度小于10μm的石墨润滑剂。再经进一步加工,生产出彩色显像管石墨乳。所用湿式粉碎分级设备包括双筒振动磨(CB-300)、粗粒分级机(P-3000C、微粉分级机(PH-1500)、离心捕集机(AS-16V)等;干式粉碎分级设备包括双室超微粉碎机(M202NC)、分级机(MS-3)、袋式捕集机(SP-49-8)等。彩色显像管石墨乳产品包括黑底石墨乳、销钉石墨乳、管颈石墨乳、外涂石墨乳等5个品种。

 

2.内蒙古兴和县兴和石墨矿

该矿生产鳞片石墨。建有两座选矿厂,选矿工艺流程,见图4.13.9。一选厂粗磨用φ1200mm×2400mm球磨机,一次再磨用φ750mm×1800mm球磨机,二、三、四再磨用φ600mm×1800mm球磨机,粗选和扫选2m3 JJF浮选机,一、二、三次精选用XJK-0.52浮选机,四、五、六、七次浮选用XJK-0.23浮选机。磨矿分级用FLG-1000型螺旋分级机,脱水用WG-800型离心脱水。
两座选厂年处理原矿约30万t,石墨产量约7000t。原矿粒度为350mm,入磨粒度为10mm,入选粒度小于0.15mm占38%。原矿品位为3.82%~4.07%,精矿品位约88%,尾矿品位1.34%~1.68%,选矿回收率约68%。浮选精矿经化学提纯品位可达94%~99.5%。

 

3.黑龙江鸡西市柳毛石墨矿

该矿生产鳞片石墨。建有三座石墨浮选厂,总生产能力3万t精矿/a。原矿经600mm×900mm颚式破碎机破碎后,采用φ1650单缸液压中型和φ1650单缸液压短头型圆锥式破碎机进行中、细碎。粗磨采用φ2100mm×3000mm格子型球磨机并与FLG1200分级机形成闭路。经浮选后的石墨粗精矿再经5次再磨、6次精选,中矿集中返回粗磨回路,精矿经折带式真空过滤机过滤、φ2.2m×23m间热式圆筒烘干机烘干、高方筛分级后得到最终产品。再磨分别采用φ1000mm×3500mm、φ900mm×2200mm、φ900mm×3000mm球磨机,浮选采用JJF型和XJK型浮选机。原矿最大粒度550mm,入磨粒度20mm,入选粒度100目占70%,原矿品位14%~16%,精矿品位93%~95%,尾矿品位3%~4%,选矿回收率约75%。

 

4.湖南郴州市鲁塘石墨矿

该矿生产隐晶质石墨。隐晶质石墨矿石主要矿物为石墨,含少量粘土等其他矿物。原矿品位65%~68%,粒度为6~250mm,呈细粒嵌布。加工流程较简单,主要由手选、粗碎、筛分、中碎、烘干、磨矿、分级等工序组成。粗碎用带齿辊的对辊破碎机(φ600mm×700mm),中碎采用锤式破碎机(φ800mm×600mm),烘干采用回转式干燥机(φ1500mm×12000mm),粉磨采用雷蒙磨(R3216)。该矿选厂原矿处理能力约6万t/d,入磨粒度小于40mm。手选精矿品位70%~88%,手选尾矿品位小于60%,选矿比1.1,选矿回收率为90%。

五、主要深加工产(制)品品种、用途

石墨的深加工产(制)品品种及用途如下:
(1)高纯石墨  用于核反应堆屏蔽及反射材料、固体燃料、火箭喷嘴、宇航设备零件等。

(2)石墨乳(胶体石墨)  分为显像管石墨乳、锻造石墨乳、拉丝石墨乳、节能减磨添加剂等,分别用于彩色显像管各部位的导电涂料、金属锻造和热挤压模具的润滑剂、金属冷铸涂型剂、玻璃制瓶脱模剂、金属拉丝润滑剂、润滑油减磨剂等。

(3)可膨胀石墨   用于生产柔性石墨(膨胀石墨)、钢锭浇铸发热剂等。

(4)柔性石墨制品   用于生产密封填料和密封垫片等,如柔性石墨纸、石墨板、石墨填料环、石墨盘根高强复合板材等。

(5)炭素石墨制品   主要用于耐热耐火材料、绝热材料、导电和电阻材料、润滑和减磨材料、耐腐蚀材料、核反应堆用减速材料和反射材料、精练高纯材料用的加热器、坩埚、器皿及模具等。如石墨电极、石墨模具、电弧碳棒、光谱分析电极棒、石墨阳极板、电炭刷、石墨管、石墨轴承等。

(6)石墨坩埚   用于各种金属的熔炼。

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