6大石墨礦選礦方法——石墨礦提純工藝

石墨是一種重要的非金屬礦物，經(jīng)提純后可在光學(xué)、能源、航天、環(huán)境、新材料等眾多領(lǐng)域應(yīng)用，因此，對(duì)其選礦提純具有重要的戰(zhàn)略意義。

石墨礦石（圖片源于網(wǎng)絡(luò)）

石墨礦中常伴生有石英、伊利石、高嶺石、紅柱石、絹云母及少量黃鐵礦、褐鐵礦、電氣石、和方解石等，需經(jīng)提純除雜才能應(yīng)用，常見的石墨提純方法有選擇性絮凝法、浮選法、堿酸法、酸浸法、氯化焙燒法和高溫焙燒法六種。

1、石墨礦選擇性絮凝法

選擇性絮凝法提純石墨礦，需在含有兩種及兩種以上組分的懸浮液中，加入高分子絮凝劑，使絮凝劑選擇性地吸附懸浮液中的某種組分，并通過橋鏈作用產(chǎn)生絮凝沉淀，從而達(dá)到組分分離的目的。

主要的絮凝劑有硅酸鈉、六偏磷酸鈉、木質(zhì)素淀粉、羧甲基纖維素和水玻璃作為分散劑，木薯粉、橡子粉、海藻酸鈉、聚丙烯酰胺作為絮凝劑對(duì)石墨礦進(jìn)行提純。

石墨礦選擇性絮凝提純法及設(shè)備都較簡(jiǎn)單，且成本低，但固定碳回收率較低，只有40%左右。

2、石墨礦浮選法

浮選是石墨礦提純的常用方法，主要是通過添加一系列的浮選藥劑來(lái)富集氣液界面中所選的目標(biāo)礦物，以實(shí)現(xiàn)與雜質(zhì)礦物的分離從而達(dá)到提純目的。

石墨本身具備良好的天然可浮性和疏水性，因此常規(guī)的石墨礦均可采用浮選工藝進(jìn)行提純。在提純過程中，為保護(hù)石墨的大鱗片，工藝上一般采用多段磨礦、多次選別、粗精礦再磨再選的工藝流程。

石墨礦浮選法中常用的捕收劑多選用煤焦油，起泡劑多選用松醇油或丁醚油，抑制劑多選用水玻璃和氟硅酸鈉。

石墨礦浮選法提純可使石墨品位達(dá)到80%~90%，甚至是95%左右，且該方法藥耗低、能耗低、成本低。但對(duì)于石墨礦中夾雜極細(xì)的硅酸鹽礦物和鉀、鈣、鈉、鎂、鋁等元素的化合物時(shí)，磨礦階段不能實(shí)現(xiàn)單體解離，需在浮選法后使用其他工藝再次提純。

3、石墨礦堿酸法

酸堿法提純石墨礦是目前較為成熟的工藝方法，可分為堿熔和酸浸兩個(gè)過程。

堿熔過程：在高溫條件下，利用熔融狀態(tài)下的堿和石墨中的酸性雜質(zhì)（硅酸鹽、硅鋁酸鹽、石英）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成可溶性鹽，再用洗滌法去除雜質(zhì)。

酸浸過程：利用酸與金屬氧化物雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，將堿熔過程中部分沒有發(fā)生反應(yīng)的雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為可溶性鹽，再經(jīng)洗滌法去除雜質(zhì)使其與石墨分離，以提高石墨純度。

石墨礦堿酸法提純可使石墨品味達(dá)到99.5%，且設(shè)備簡(jiǎn)單、能耗低、一次性投資小。但該種方法的酸堿會(huì)對(duì)設(shè)備有較強(qiáng)的腐蝕性，提純后的廢水污染嚴(yán)重。另外，還存在石墨流失的弊端。

4、石墨礦酸浸法

酸浸法提純石墨礦可有硫酸、鹽酸、硝酸、氫氟酸等方法。其中，硫酸和鹽酸較適宜做浸出酸，浸出能力強(qiáng)，但有些硫酸鹽溶解度較小，而鹽酸價(jià)格較高；硝酸氧化和揮發(fā)性較強(qiáng)，見光易分解且易產(chǎn)生劇毒性光氣，在高溫下易爆炸；氫氟酸不能發(fā)生氧化反應(yīng)，也不能進(jìn)行還原反應(yīng)，重點(diǎn)是能有效溶解SiO2和硅酸鹽，將石墨與氫氟酸充分混合后，氫氟酸會(huì)與石墨中的雜質(zhì)反應(yīng)，生成溶于水的化合物和揮發(fā)物，再經(jīng)過水洗法去除其中的可溶性雜質(zhì)，即可得到高純度石墨。

石墨礦氫氟酸法提純能有效去除礦物中的雜質(zhì)，且能耗低。但該方法有劇毒，環(huán)境污染較大。

5、石墨礦氯化焙燒法

氯化焙燒法提純石墨礦，主要是在石墨礦中加入適量的還原劑，然后在特定的氣氛和設(shè)備下高溫焙燒，使礦物中有價(jià)金屬與氯結(jié)合后，轉(zhuǎn)變成低熔點(diǎn)沸點(diǎn)的氣相或凝聚相金屬氯化物，從而析出并實(shí)現(xiàn)與其他組分的有效分離，獲得高純度石墨。

氯化焙燒法提純石墨礦效率高、且能耗低、成本低等。但該方法中氯氣有較強(qiáng)的腐蝕性和毒性，對(duì)環(huán)境污染較大。

6、石墨礦高溫焙燒法

石墨礦的熔點(diǎn)非常高（熔點(diǎn)為3652℃，沸點(diǎn)為4250℃），其遠(yuǎn)高于其他雜質(zhì)礦物。高溫焙燒法提純石墨是利用石墨的熔點(diǎn)差異進(jìn)行選別的，將石墨礦加熱到2700~3000℃，其中大部分的雜質(zhì)已經(jīng)氣化，因此能有效將石墨與雜質(zhì)分離。

高溫焙燒法提純石墨礦可將品味達(dá)到99.99%甚至更高，但能耗大、對(duì)設(shè)備的要求非常高，另外對(duì)石墨原礦的純度有一定要求。

以上便是常見的6種石墨礦提純方法，至于選擇哪一種，需根據(jù)石墨礦的礦石性質(zhì)、選廠條件、投資預(yù)算等多種因素來(lái)決定。建議選擇工藝時(shí)，先對(duì)石墨礦進(jìn)行選礦試驗(yàn)，通過試驗(yàn)報(bào)告具有針對(duì)性地選擇提純工藝，以爭(zhēng)取理想的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益。