Графит — чрезвычайно важный неметаллический минерал. После очистки он может применяться в самых разных отраслях промышленности — включая электронику и оптику, энергетику, аэрокосмическую отрасль, охрану окружающей среды и разработку новых материалов — и тем самым играет ключевую стратегическую роль на обогатительных предприятиях, специализирующихся на его очистке.

Месторождения графита часто встречаются в сочетании с такими минералами, как кварц, иллит, каолинит, андалузит, серицит, а также с небольшими количествами гематита, лимонита, турмалина и доломита. Эти примеси необходимо удалить с помощью процессов очистки, прежде чем графит можно будет использовать. Шесть наиболее распространённых методов очистки графита — это селективная флокуляция, флотация, обработка щёлочью и кислотой, выщелачивание, хлорирование с обжигом и высокотемпературный обжиг.

1. Оборудование для флотации графита — метод селективной флокуляции для графитовой руды

Метод селективного флокуляции для очистки графитовой руды включает добавление полимерного флокулянта в смешанную жидкость, содержащую два или более видов компонентов. Благодаря этому флокулянт избирательно адсорбирует определённые компоненты в смешанной жидкости и, осуществляя мостиковое взаимодействие, вызывает флокуляцию и осаждение, тем самым обеспечивая разделение желаемых компонентов.

К основным коагулянтам относятся метасиликат натрия, гексаметафосфат натрия, крахмал маниоки, полученный из лигноцеллюлозы, гидроксиметилцеллюлоза и силикат натрия в качестве загустителей. Крахмал маниоки, мука желудей, альгинат натрия и полиферрный сульфат используются в качестве коагулянтов для очистки графитовой руды.

Метод селективной флокуляционной очистки графитовой руды и Оборудование для флотации графита Они относительно просты и недороги, однако их коэффициент использования фиксированного углерода сравнительно низкий — всего около 40%.

2. Флотация графитовой руды

Флотационные реагенты — это широко используемый метод очистки графитовых руд. Он основан на добавлении серии флотационных реагентов, которые избирательно агрегируют целевые минералы на границе раздела газ-жидкость, тем самым отделяя их от оставшихся минералов и достигая желаемого эффекта очистки.

Сам графит обладает отличной природной плавучестью и гидрофобностью, что позволяет эффективно очищать обычные графитовые руды с помощью процессов флотации. На стадии очистки, чтобы сохранить крупнозернистую структуру графита, процесс обычно включает двухступенчатое измельчение, многократную стадию разделения, а также повторное измельчение и повторную селекцию грубого концентрата.

Оборудование для флотации графита

Флотационные реагенты, обычно используемые в оборудовании для флотации графита, в основном представляют собой каменноугольный дёготь среднетемпературного типа, тогда как эмульгаторами обычно служат сосновое масло или бутиловый эфир масла, а замедлителями — силикат натрия и фторосиликат натрия.

Оборудование для флотации графита позволяет очищать графит до степени чистоты от 80% до 90%, а иногда даже до около 95%. Этот метод отличается низким расходом реагентов, низким энергопотреблением и низкими затратами. Однако, когда графитовые руды содержат крайне мелкие глинистые минералы, а также классические органические вещества, такие как калий, кальций, натрий, магний и алюминий, становится трудно добиться полного распада в процессе измельчения. Поэтому после флотации необходимо применять дополнительные технологические приёмы для дальнейшей очистки.

3. Щелочно-кислотный метод для графитовой руды

Метод сильной кислоты — сильного основания для очистки графитовой руды в настоящее время является относительно хорошо отработанным процессом, который можно разделить на два основных этапа: сплавление с щелочью и выщелачивание.

Весь процесс алкалической плавки включает, при высокотемпературных условиях, взаимодействие щелочи в расплавленном состоянии с кислотными и основными остатками, присутствующими в графите,— такими как алюмосиликаты, силикоалюминатные фосфаты и кварц,— что приводит к образованию растворимых солей. Затем эти соли удаляют путём промывки для удаления примесей.

Весь процесс выщелачивания включает использование кислоты для реакции с остатками гидроксида, превращая часть нереакционноспособных остатков, образовавшихся на стадии алкалической плавки, в растворимые соли. Затем эти соли удаляют путём промывания, отделяя их от графита и тем самым повышая чистоту графита.

Щелочно-кислотный метод очистки графитовой руды позволяет добиться чистоты графита до 99,5%; при этом оборудование, необходимое для этого метода, простое, энергопотребление низкое, а начальные инвестиции относительно невелики. Однако данный метод использует сильные кислоты и сильные основания, что может вызвать значительную коррозию системы, а сточные воды, образующиеся после очистки, сильно загрязнены. Кроме того, существует также недостаток — утечка графита.