鳞片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,主要的石墨矿提纯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高温法

1、浮选法提纯鳞片石墨矿

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。

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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、碱酸法提纯鳞片石墨矿

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、氢氟酸法提纯鳞片石墨矿

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、氯化焙烧法提纯鳞片石墨矿

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、高温法提纯鳞片石墨矿

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。

以上便是石墨矿提纯的几种方法,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。

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