黄一林 张凌燕

摘要：石墨分为晶质石墨、隐晶质石墨两种，根据工业角度将石墨矿床分为五类。石墨常用选矿方法有浮选、电选、重选，并对石墨的提纯与中矿处理方式展开了相应的探讨。

关键词：石墨；选矿方法；中矿处理；化学提纯

引言

石墨具有层状结构，同一层的原子间键能大于不同层面原子键能，所以石墨容易断裂和压缩。石墨的特殊结构使其具有耐高温、强导电和导热的性能，而且具有稳定的化学和物理性质，使其在各个行业领域都应用很广，比如冶金、机械、纺织和国防等。新型石墨材料随着高新技术的发展和需求不断涌现，有石墨烯、氟化石墨、膨胀石墨和纳米石墨等。

1石墨矿石的类型

1.1晶质石墨矿石

对于晶质石墨来说，其主要包含两种类型，分别为致密结晶状石墨矿石和鳞片石墨矿石。致密结晶状石墨矿石也称为块状石墨矿石，矿石中包含很多的致密结晶石墨和长石、石英、云母、绿泥石等矿物。这类矿石具有较为明显的结晶，粒度通常大于0.1毫米，肉眼能够看到，且晶体排列呈现无序的状态，呈现致密结晶状结构。这种矿石的主要特点是品位比较高，含碳量一般在60%与65%之间，最高能够达到80%-90%以上，但是它的浮选、润滑、塑性效果比较差，比鳞片石墨低。斯里兰卡含有这种类型矿石最多，其它地区比较少。鳞片石墨矿石通常含有的矿物为鳞片状石墨、透辉石、石英、长石和云母等。石墨形状有鳞片和叶片两种，而且有大、细鳞片之分。鳞片石墨在南野、兴和和柳毛等地分布较广。该类矿石石墨品位较低，一般为3%-5%或10%-25%，但天然可浮性好，相对于自然中的其它矿石可选性较好，技术性能较其他类型的石墨都好。

1.2隐晶质石墨矿石

隐晶质石墨又叫做土状石墨，石墨晶体直径一般小于lum，是微晶的集合体，只有在高倍数的电子显微镜才可以看清晶体的形态。一般来说，矿石的固定碳含量比较高，一般为60%-80%，但可浮性与润滑性较不太好，表面光泽性差，一般为土状。该类矿石矿物组成为隐晶质石墨、黄铁矿、绢云母、石英、粘土等。矿石经过初步富集后将精矿和尾矿作为不同产品出售。这类矿石在石墨矿床中的比例很大，世界上一半的产量均来自该类矿石。湖南和吉林是我国隐晶质石墨的两个产地。

2石墨矿床类型

一般来说，石墨矿床的形成应满足如下三点要求：第一，碳元素富集；第二，高温、高压；第三，还原条件。外界的条件可以促使碳更加富集，但是如果温度与压力无法达到相应的要求，并且还处在氧化环境下，就无法使碳晶体形成石墨。一般来说，石墨的比重和硬度比较小，无法形成有利用意义的砂矿，因此没有石墨次生矿床的存在，只有内生和变质两种形式。变质矿产在所有发现的石墨矿床种类中其影响力是最大的。从工业角度来讲，石墨矿床主要可以分为五种类型，分别为：第一，结晶片岩中的似层状石墨矿床；第二，变质煤层中的石墨矿床；第三，霞石正长岩中的石墨矿床；第四，矽卡岩中的石墨矿床；第五，结晶片岩中的脉状石墨矿床。从开发利用的工业意义上来看，前两种类型为主。

3.石墨的选矿方法

一般来说，石墨选矿的方法主要有三种，分别为浮选、重选与点选等，其中使用范围比较广的方法为浮选，这主要是因为石墨具有很好的天然可浮性，只需添加适量的捕收剂就能够获取到较高品位的精矿。常规的选矿方法一般品位最高只能达97%。若要获得高纯石墨需要用到高温碱熔酸浸法，酸浸，氯化焙烧等提纯方法。

3.1浮选

石墨具有较好的天然疏水性，一般采取浮選的方法来对其进行分选。一般来说，浮选捕收剂通常使用非极性烃类油，如煤油、柴油、重油等，而起泡剂通常使用二号油或者四号油。在部分国家还使用了部分较为新型的捕收剂，如酚类、磺酸醋、硫酸醋或者硝酸醋，或者将几种药剂混合使用。隐晶质石墨的可选效果比较差，通过浮选无法使品味提升，但是它的原矿固定碳含量高，一般采用浮选获得的精矿和尾矿作为不同级别的产品出售。石墨矿石中硅酸盐矿物含量较高，在浮选时可使用水玻璃、淀粉和纤维素等抑制剂进行抑制。若黄铁矿含量高，可以加生石灰调节pH值进行抑制。

3.2电选

一般来说，石墨的导电性比脉石矿物好，如石英、云母、长石、黄铁矿等，通过对石墨这一特点的应用，能够极其容易的把石墨与其它矿物分离开来。目前这种方法应用较少，因其生产能力小，效率低，效果不如浮选。

3.3重选

重选主要是依据石墨与脉石矿物密度差异，通过对物理方法的运用，使其相互分离开来。根据比重的不同，石墨矿石可以分为如下几种：第一，重矿物。比重>3.32，有黄铁矿、褐铁矿、磁黄铁矿、金红石、错石英、白钨矿等；第二，中等比重矿物。比重介于2.9和3.32之间，有透辉石和透闪石等；第三，轻矿物。比重<2.9，有石英、云母、长石、方解石、绿泥石等，石墨比重为2.2-2.3。通过对石墨与脉石矿物之间比重不同的利用，可以进行重选，以获得石墨的粗精矿。一般来说，石墨重选为湿式重选，设备是摇床。目前国内外单独使用重选方法选矿还不是很多，通常采用重选和浮选联合流程，也就是经过粗选得到粗精矿后，再采用浮选获得精矿。

4.石墨的提纯

石墨在进行深加工时，对其的品味要求比较高，一般要求石墨品位大于99%。一般来说，用常规的选矿方式是无法实现的，这就需要对石墨精矿进行提纯。现阶段，提纯的方式主要包含两种，分别为：第一，化学提纯。这种提纯方式主要是通过对碱与石墨精矿的使用，将两者按照一定的比例混合在一起，形成可溶于水的化合物，在85℃下进行，反应有：

当反应完成后，要用水对其进行清洗，并要在水中放入硅酸钠，Na3Al03和NaFeO2在弱碱性介质中水解，形成高度分散的Al（OH）3和Fe（OH）3沉淀物。为了对这些沉淀物进行处理，就可以使用高能度的酸来进行，以避免出现化合的现象，之后用水进行清洗，就能够获得纯度比较高的石墨。

5.石墨中矿处理方式

首先，中矿单独处理。这种处理方式主要是把全部中矿合并在一起进行再磨再选或直接再选。在实际选矿的过程中，对于不同的矿石来说，其所产生的中矿性质也不一样，同时也会使用不同的流程，因此单一的采用一种中矿返回方式比较少，通常是把多种方式结合在一起来对中矿进行处理；其次，中矿集中返回。这种处理方式为指的是把全部中矿集中在一起返回到适宜的点，主要包括两种方式，分别为一段、两段和多段集中返回的方式。这种方式可以大大简化整个流程，但是合并之后的中矿量大而且性质差异大，返回之后会使浮选稳定性下降，影响精矿的指标。中矿循序返回是按顺序逐一返回上级，包括了一般循序返回和隔段循序返回。

6.结论

由于不同石墨矿石的原矿品位、脉石矿物差别很大，好的石墨矿床越来越少，对精矿产品的要求也日益提高，需要针对性的改进石墨选矿工艺，获得良好的选矿指标。

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