5大常見(jiàn)鱗片石墨礦選礦提純方法！

鱗片石墨根據(jù)結(jié)晶形態(tài)可分為兩類(lèi)：隱晶質(zhì)（土狀）和鱗片石墨。常見(jiàn)的鱗片石墨通常呈現(xiàn)天然顯晶質(zhì)，具有層狀結(jié)構(gòu)，形狀酷似魚(yú)鱗，屬于六方晶系。它主要存在于麻巖、片巖等地質(zhì)環(huán)境中，常呈青灰色，經(jīng)風(fēng)化后可能呈現(xiàn)黃褐色或灰白色。其品位一般，同時(shí)可能伴有多種共生礦物，如長(zhǎng)石、石英、黑云母、黃鐵礦、磁黃鐵礦以及金紅石等。針對(duì)不同的礦床特性和礦石性質(zhì)，提純鱗片石墨的方法包括浮選法、堿酸法、氫氟酸法、氯化焙燒法以及高溫法。

1、浮選法提純鱗片石墨礦

浮選法提純工藝主要適用于低碳鱗片石墨礦石。由于鱗片石墨具有較好的可浮性，其工藝流程采用粗精礦多段再磨多段再選的方式，這有助于及時(shí)篩分出已經(jīng)解離的大鱗片石墨，避免因反復(fù)磨碎而導(dǎo)致破碎。在浮選過(guò)程中，常用的浮選藥劑包括煤油、柴油、重油、磺酸酯、硫酸酯、酚類(lèi)和羧酸類(lèi)等作為捕收劑，而2#油和4#油則作為起泡劑。同時(shí)，水玻璃和氟硅酸鈉被常用作抑制劑，以有效地將石墨與其他雜質(zhì)礦物分離。

浮選法提純可使石墨品位達(dá)到80%~95%，甚至是 97% 左右，且該方法藥耗低、能耗低、成本低。但工藝需要多次精選，中礦返回量大，流程復(fù)雜，且生產(chǎn)過(guò)程不易控制。此外，石墨礦中夾雜的極細(xì)硅酸鹽礦物及鉀、鈣、鈉、鎂、鋁等元素的化合物，磨礦階段無(wú)法實(shí)現(xiàn)單體解離，因此需要在浮選法后使用其他工藝進(jìn)行進(jìn)一步提純。

2、堿酸法提純鱗片石墨礦

鱗片石墨礦堿酸提純法主要適于中碳石墨和高碳石墨礦。鱗片石墨礦堿酸提純法主要是由堿熔過(guò)程和酸浸過(guò)程組成。

堿熔過(guò)程：利用石墨耐酸堿的特性，將氫氧化鈉與石墨按一定比例混合后高溫煅燒。在熔融狀態(tài)下，堿與石墨中的部分雜質(zhì)（如石英、硅酸鹽和硅鋁酸鹽等）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成水溶性或酸溶性鹽。通過(guò)水洗除去這些雜質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)石墨的提純。

酸浸過(guò)程：使在熔融過(guò)程中未與堿反應(yīng)的雜質(zhì)（如金屬氧化物）與酸發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為可溶性鹽。再通過(guò)洗滌去除這些雜質(zhì)，以提高石墨的純度。

堿酸法提純可以使石墨品位達(dá)到99.5%。該方法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、適用性強(qiáng)、一次性投資小等優(yōu)點(diǎn)，且可獲得高品位的石墨。然而，該工藝需要在高溫下進(jìn)行，能量消耗大，耗水量也較大。同時(shí)，所用藥劑對(duì)設(shè)備有較強(qiáng)的腐蝕性。

3、氫氟酸法提純鱗片石墨礦

氫氟酸提純法主要適于提純高碳石墨礦。石墨的耐酸性很好，尤其是對(duì)氫氟酸的耐性強(qiáng)。該方法是利用石墨中的主要雜質(zhì)硅酸巖類(lèi)與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)生成氟硅酸(或鹽)，在一定溫度下反應(yīng)一段時(shí)間后，生成可溶于水的化合物（或揮發(fā)物），然后通過(guò)水洗去除雜質(zhì)，從而獲得高純度的石墨。為避免雜質(zhì)（金屬離子）生成沉淀，常會(huì)在氫氟酸中添加少量的稀硫酸、稀鹽酸、稀硝酸或氟硅酸可以除去Ca、Mg、Fe等雜質(zhì)元素的干擾。

該方法工藝流程簡(jiǎn)單，可使石墨礦的提純品位高，成本低。然而，氫氟酸易揮發(fā)且具有劇毒和強(qiáng)腐蝕性，若使用不當(dāng)可能導(dǎo)致安全事故和環(huán)境污染。使用過(guò)程中必須采取嚴(yán)格的安全防護(hù)措施，并對(duì)產(chǎn)生的廢水進(jìn)行集中處理達(dá)標(biāo)后才能排放。

4、氯化焙燒法提純鱗片石墨礦

氯化焙燒提純法主要適用于處理含硅酸鹽類(lèi)石墨礦。首先在石墨礦中加入適量的還原劑，然后在一定氣氛和設(shè)備下通入氯氣，進(jìn)行高溫焙燒。在高溫下，這使得氯氣與石墨中的雜質(zhì)（如硅酸鹽、硅酸鋁鹽等）分解成SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO等氧化物，這些氧化物與氯氣反應(yīng)生成氣象或凝聚象的金屬氯化物及絡(luò)合物。再利用氯化物低沸點(diǎn)的性質(zhì)，通過(guò)高溫焙燒，使其汽化逸出，從而實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)與石墨的有效分離，以獲得高純度的石墨。

該方法提純效率高，能源和成本都較低，回收率也較高。但使用的氯氣有毒且具有強(qiáng)腐蝕性，可能導(dǎo)致設(shè)備腐蝕和環(huán)境污染。此外，工藝穩(wěn)定性不足，可能限制了石墨產(chǎn)品的純度。由于這些問(wèn)題，該方法在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用相對(duì)較少。

5、高溫法提純鱗片石墨礦

高溫法適用于對(duì)石墨純度有嚴(yán)格要求的小批量生產(chǎn)。是利用石墨與雜質(zhì)熔沸點(diǎn)的差異進(jìn)行分離，而石墨的熔點(diǎn)為3652℃，沸點(diǎn)為4250℃，遠(yuǎn)高于硅酸鹽等雜質(zhì)的2750℃沸點(diǎn)，是自然界中熔沸點(diǎn)較高的物質(zhì)之一。在高溫法中，將石墨礦加入石墨坩堝，在一定的氣氛下，利用特定設(shè)備將溫度升至2700℃以上，使雜質(zhì)汽化逸出，從而實(shí)現(xiàn)石墨的提純。

該方法提純效率高，石墨純度可達(dá)99.99%。但其工藝能耗大，對(duì)設(shè)備和原料的要求較高。此外，對(duì)石墨原礦純度也有一定要求。生產(chǎn)過(guò)程中需要特定的高溫爐和嚴(yán)格的加熱條件，這導(dǎo)致生產(chǎn)成本相對(duì)較高。

隨著石墨在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用不斷拓寬，對(duì)其純度的要求也越來(lái)越高。在實(shí)際的鱗片石墨礦選礦過(guò)程中，考慮礦石的性質(zhì)、含有的雜質(zhì)種類(lèi)和含量、工藝條件以及經(jīng)濟(jì)性等因素。需要根據(jù)選礦試驗(yàn)來(lái)確定鱗片石墨礦的礦物性質(zhì)，選擇適合的提純工藝和提純方法。這樣可以確保石墨產(chǎn)品達(dá)到所需的純度和品質(zhì)要求，滿(mǎn)足不同領(lǐng)域的應(yīng)用需求。