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1、试论保护石墨大鳞片的重要性及工艺研究 试论保护石墨大鳞片的重要性及工艺研究 摘 要石墨具有导电、导热、耐高温和化学性质稳定等特性，是重要的战略资源和优势资源，我国石墨资源产量和储量均居世界第一。其中，鳞片石墨具有优异的物理、化学和机械性能，在冶金、机械、电子、国防、航天等领域得到广泛应用。本文介绍了保护石墨大鳞片的重要性，从磨矿的设备与介质、重选以及磨矿与浮选新工艺与大鳞片石墨保护最相关的方面阐述讨论了工艺研究，并对未来的研究方向做了探讨。 关键词大鳞片石墨；保护；再磨；新工艺 中图分类号：P619.25+2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X12-0027-01 前言：石墨是元素碳
2、的一种同素异形体，石墨是其中一种最软的矿物，它的用途包括制造铅笔芯和润滑剂而且是碳元素的结晶矿物之一，具有耐高温、抗腐蚀、抗热震、强度大、韧性好、自润滑强度高、导热、导电、可塑性、涂敷性等特性，广泛应用于冶金、机械、电子、化工、轻工、军工、国防、航天及耐火材料等行业，近几年开展最快的是用于锂电池行业的球形石墨，是当今高新技术开展必不可少的非金属材料之一。其中鳞片石墨物理化学性能优异，具有良好的耐温性、自润滑性、热传导性、导电性、抗热震性、耐腐蚀性等性能。因为鳞片石墨在选别中特别是磨矿过程中容易遭到破坏，所以在保证精矿品位要求的同时还要尽量提高大鳞片石墨的产率。 1 石墨资源分布及保护石墨大鳞片
3、的重要性 1.1 石墨资源分布 世界石墨资源主要分布在中国、印度、墨西哥、巴西、马达加斯加等国家。我国的石墨资源储量和产量均为世界第一。晶质石墨的重要产地有黑龙江鸡西和萝北、山东平度和莱西、内蒙古兴和、河北赤城、河南内乡、湖北宜昌和四川南江。我国隐晶质石墨主要产地有湖南省郴州地区和吉林省磐石地区。 1.2 保护石墨大鳞片的重要性 一般来说，大鳞片石墨是指+80目、+100目的石墨。同样品位下，大鳞片石墨的经济价值是小鳞片石墨的数十倍；大鳞片石墨是制造坩埚及膨胀石墨等的必需品；在自身性能上，大鳞片石墨比细鳞片石墨的润滑性好；大鳞片石墨除了从原矿中经过选矿工艺等从中获得外，目前的工艺条件和流程是不
4、能合成大鳞片石墨的；从储量上讲的话，我国大鳞片石墨储量低，屡次的再磨选矿流程和复杂的工艺致使石墨鳞片遭到严重的破坏。孙传尧院士也强调在石墨矿的选矿流程中注意保护大鳞片，因为大鳞片石墨用途广、资源少、价值高是不争的事实，所以在生产中一定尽力防止大鳞片的破坏，保护大鳞片石墨的产量。【1】 2 保护石墨大鳞片的工艺研究 2.1 磨矿介质与设备 2.1.1磨矿介质的影响 磨矿介质与矿物接触的方式不同，从磨矿入手，用球、棒、柱及筒棒四种不同形状的磨矿介质对石墨磨矿过程中保护大鳞片石墨进行了研究。筒棒介质在石墨的磨矿中对保护大鳞片效果优于其他介质，不过磨矿效率要低于其他介质。 2.1.2磨矿设备的影响 在
5、石墨选矿中，磨矿效果的好坏直接影响精矿品位上下和大鳞片产率的多少，因此，合理选择再磨设备是至关重要的。宋广业【2】从鳞片石墨的破磨特性出发进行研究，结果发现沿石墨结晶层面旋加碾磨力的盘磨机、碾磨机等能较好地适应鳞片石墨的层状结晶特性，起到保护大鳞片的作用。呈线接触的棒磨机比呈点接触的球磨机磨矿效果好。杨香风【3】发现在最正确药剂条件下浮选所得粗精矿为原料，分别采用锥形球磨机、行星式球磨机、搅拌球磨机、台式振动磨对粗精矿进行再磨介质以及介质不同配比对保护石墨晶体的影响，结果说明，搅拌球磨机磨矿后品位提高最大，振动磨及柱介质对石墨晶体保护效果最正确。 2.2 重选 重力选矿，简称重选，是根据矿物密
6、度不同而别离矿物的选矿方法。进行重选时除了要有重选设备外，还必须有介质，介质比方水和空气等。这也是重力选矿与其它选矿工艺有所不同的地方。重选也能起到提早回收鳞片石墨，保护鳞片结构的作用。因为石墨和脉石密度相差不大，仅靠密度差几乎无法别离，矿石采用摇床选别，除密度差起作用外，不同形状矿物也可以起到富集作用。石墨鳞片受水的阻力大，因为鳞片面积大，所以下沉速度慢，在床面的上层；而脉石受水的阻力小，因为颗粒小应税面积小，下沉速度快，到达床面底层。因此石墨鳞片受横向力比拟大，纵向流作用力小，而脉石恰恰相反，从而到达分带分选的效果。只是单一的浮选，要求的品位无法到达，把重选和浮选工艺结合一起可以到达标准。
7、用摇床把鳞片石墨选别出来，主要是防止大鳞片因为再磨遭受破坏。 2.3 磨浮工艺 用中性油类捕收剂比拟容易浮选鳞片石墨，因为它具有非极性矿物外表，但这种情况仅限于对单体解离好的石墨矿。磨矿时与脉石单体别离困难，因为其润滑性。用普通浮选机选别极细粒级选别效率低，且工艺流程长，所以要采用一种保护大鳞片多收早收而又简单的工艺或新方法。 保护石墨大鳞片就是把单体解离的石墨及时选出来防止再次破坏。刘渝燕等【4】针对采用阶段磨矿阶段选别预先分目这一新工艺进行选别，获得了不同粒级的高碳石墨产品，同时提高了石墨大鳞片产率。岳成林【6】发现石墨含量在20%40%时，再磨对大片的破坏较小，提出新的磨浮工艺，用振动磨
8、代替球磨，降低了大鳞片石墨损失率。李哲【5】在石墨浮选工艺的研究中利用真空浮选装置来研究鳞片石墨的矿化、泡沫层中颗粒团聚特性以及鳞片石墨浮选矿化方式，泡沫层脱水规律。构建多段磨矿、分级浮选、超声波强化的鳞片石墨的浮选新工艺，有效地保护了石墨大鳞片并能提高细颗粒的选择性。 3 结语 在磨机选择上，振动磨、立式搅拌磨、棒磨机等具有剥磨剪切作用力的设备，对石墨大鳞片保护作用较好，容易从矿物与脉石的结合处产生效果，使之既到达了矿物的单体解离，又起到了保护鳞片的效果；在磨矿介质的选择上，采用棒、筒棒等柱介质对石墨大鳞片的保护磨矿较好，磨矿介质要防止点接触而破坏石墨鳞片。采用阶段磨矿阶段选别、快速浮选、多
9、段磨矿分级浮选超声波强化的鳞片石墨的浮选、混目粗选后分级磨矿浮选等工艺，就是要减短选别流程分选出大鳞片石墨。 今后保护石墨大鳞片研究方向仍从再磨矿设备、浮选设备与工艺上着手，并进行广泛而深入的研究。随着科学技术的进步，新设备的功能、参数、技术指标等都随之提高，这无疑对石墨的选矿研究提供了更有利的条件。 参考文献 【1】 龙源，张国旺等.保护石墨鳞片的磨矿效果表征J.中国非金属矿工业导刊，2021，第6期：32. 【2】 宋广业.鳞片石墨的破磨特性与再磨设备的合理选择J.矿产综合利用，1993：47-50. 【3】 杨香风.石墨选矿及晶体保护试验研究D.武汉：武汉理工大学，2021. 【4】 刘渝燕，刘建国，魏健.某晶质石墨矿提高精矿大片产率及品位的选矿工艺研究J.非金属矿，2003，26：50-51. 【5】 岳成林.鳞片石墨快速浮选试验研究J.非金属矿，2007，30：40-59.