CN113800512B - 一种大鳞片石墨的保护加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大鳞片石墨的保护加工方法。本发明的大鳞片石墨的保护加工方法包括如下步骤：1)粗碎：将石墨原矿破碎成块料；2)水淬：将步骤1)得到的块料隔氧煅烧，煅烧完成后直接投入水中冷却，得到水淬原料；3)细碎：将步骤2)得到的水淬原料破碎，得到浮选原料；4)浮选：将步骤3)得到的浮选原料进行浮选，得到所述大鳞片石墨精矿。本发明的大鳞片石墨的保护加工方法，工艺流程简单，显著提高了石墨浮选精矿大鳞片的产率，降低了生产成本。

Description

一种大鳞片石墨的保护加工方法

技术领域

本发明涉及无机非金属材料技术领域，涉及石墨的保护加工方法，具体涉及一种大鳞片石墨的保护加工方法。

背景技术

石墨是一种性质稳定、层片状结构的非金属矿物材料，具有抗腐蚀、耐高温、抗热震、自润滑、导热、导电等特性，是机械、电子、军工、航天等行业必不可少的一种关键原材料。大鳞片石墨具有耐高温、耐氧化、抗腐蚀、抗热震、强度大、韧性好、自润滑强度高、导热、导电性能强等特有的物理、化学性能，可广泛应用于冶金、机械、电子、电池、化工、轻工、军工、国防、航天及耐火材料等行业，是当今高新技术必不可少的重要非金属原料。一般石墨产品的鳞片越大，其应用更广，价值越高，目前粒度大于0.15mm的石墨价格是粒度小于0.15mm的几倍。

石墨一般是由石墨矿经过破碎、磨矿、浮选得到的，由于石墨矿中含有大量的石英、长石等硬度大的杂质，在加工过程中会对石墨片造成比较严重的破坏，使最终的石墨产品鳞片变小，制约了石墨价值的提升。目前，对于大鳞片石墨的保护加工方法研究和应用还较少，基本是在浮选过程中采用缩短磨矿时间、增加磨矿段数的方式，但是对大鳞片石墨的实际的保护效果有限，且工艺过程繁琐。

CN107537679A公开了一种低品位大鳞片石墨选矿提纯方法，包括两段破碎、两段粗磨粗选、五段再磨六段精选、两次预先分级，最终获得的精矿产品+0.15mm的固定碳含量≥85％、大鳞片石墨的保护率≥70％。该发明通过减小破碎粒度、减少磨矿时间、增加浮选段数、大鳞片预先分级等工艺，大大降低了低品位大鳞片石墨选矿提纯过程中大鳞片石墨的破坏率，提高了大鳞片石墨的保护率，有效解决了选矿提纯中大鳞片石墨破坏率高的问题。

CN107739029A公开了一种晶质石墨鳞片保护分质分选方法，按照下述方式进行：步骤(1)原矿进行高压辊磨机闭路粉碎；步骤(2)将步骤(1)中得到的粉碎产品经过“一段粗选、一段精选、一段扫选”浮选后进行分质分级；步骤(3)粗粒低碳产品通过再磨再选后得到中碳石墨精矿和中矿，中碳石墨精矿通过筛分后得到中碳正目精矿和中碳负目精矿Ⅰ；中粒高碳产品经过再磨再选后得到高碳正目精矿和中矿；细粒中碳产品经过再磨再选后得到中碳负目精矿Ⅰ；中碳负目精矿Ⅰ经过分级后得到高碳负目精矿和中碳负目精矿Ⅱ。该发明实现了石墨的差异化分选，提高了石墨精矿的附价值。

但是，上述工艺繁琐，不适用于工业生产。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种大鳞片石墨的保护加工方法，工艺流程简单，显著提高了石墨浮选精矿大鳞片的回收率，降低了生产成本。

本发明的目的之一在于提供一种大鳞片石墨的保护加工方法，为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种大鳞片石墨的保护加工方法，包括如下步骤：

1)粗碎：将石墨原矿破碎成块料；

2)水淬：将步骤1)得到的块料隔氧煅烧，煅烧完成后直接投入水中冷却，得到水淬原料；

3)细碎：将步骤2)得到的水淬原料破碎，得到浮选原料；

4)浮选：将步骤3)得到的浮选原料进行浮选，得到所述大鳞片石墨精矿。

本发明的大鳞片石墨的保护加工方法，采用粗碎-水淬-细碎工艺，利用石墨随温度变化几乎不发生体积变化而杂质成分(石英等)随温度发生体积变化的差异，通过高温急速冷却造成石墨与杂质界面，以及杂质成分内部的应力变化，使得原始状态下石墨与杂质的结合度下降，杂质成分的脆性增大。在后续的磨矿-浮选过程中石墨与杂质的分离更容易，同时杂质成分也更容易碎裂；一方面显著减少了杂质对石墨片的破坏，一方面磨矿变得容易，磨矿时间可以缩短，磨矿能耗降低。与现有工艺相比，本发明可以提高大鳞片石墨产率的同时，缩短了浮选工艺流程，降低了生产成本。

本发明中，所述大鳞片石墨的粒度为0.15mm以上。

步骤1)中，所述粗碎后的块料的粒度为40-80mm，例如为40mm、45mm、50mm、55mm、60mm、65mm、70mm、75mm或80mm等。

步骤2)中，所述煅烧的温度为700-900℃，例如为700℃、750℃、800℃、850℃或900℃等；所述煅烧的时间为30-60min，例如为30min、35min、40min、45min、50min、55min或60min等。

步骤2)中，所述水淬的温度为25℃以下。

步骤3)中，所述细碎后的浮选原料的粒度为1-3mm，优选为2mm。

步骤4)中，所述浮选的具体工艺为：原料经过一段粗磨粗选得到粗精矿，粗精矿经过2-4次再磨、3-5次精选得到所述大鳞片石墨精矿，优选地，粗精矿经过3次再磨、4次精选得到所述大鳞片石墨精矿。

作为本发明的优选方案，所述大鳞片石墨的保护加工方法，包括如下步骤：

1)粗碎：将石墨原矿破碎成粒度为40-80mm的块料；

2)水淬：将步骤1)得到的块料隔氧煅烧，所述煅烧的温度为700-900℃，所述煅烧的时间为30-60min，煅烧完成后直接投入25℃以下的水中冷却，得到水淬原料；

3)细碎：将步骤2)得到的水淬原料破碎，得到粒度为1-3mm的浮选原料；

4)浮选：将步骤3)得到的浮选原料经过一段粗磨粗选得到粗精矿，粗精矿经过3次再磨、4次精选得到大鳞片石墨精矿。

本发明的目的之二在于提供一种目的之一所述的保护加工方法得到的大鳞片石墨。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的大鳞片石墨的保护加工方法，工艺流程简单，显著提高了石墨浮选精矿大鳞片的回收率，针对粒度在0.15mm以上的大鳞片石墨的占比为50-60％的石墨原矿，经加工回收后，石墨精矿的回收率为89.6-91％，固定碳含量在95％以上、粒度在0.15mm以上的大鳞片石墨的占比为43.6-53.8％，特别是粒度在0.15mm以上的大鳞片石墨的回收率为73.25-79.77％，相比常规工艺的大鳞片石墨的回收率显著提高，降低了生产成本。

附图说明

图1本发明的大鳞片石墨的保护加工方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图1，并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如无具体说明，本发明的各种原料均可市售购得，或根据本领域的常规方法制备得到。

如图1所示，本发明的大鳞片石墨的保护加工方法，包括如下步骤：

1)粗碎：将石墨原矿破碎成块料；

2)水淬：将步骤1)得到的块料隔氧煅烧，煅烧完成后直接投入水中冷却，得到水淬原料；

3)细碎：将步骤2)得到的水淬原料破碎，得到浮选原料；

4)浮选：将步骤3)得到的浮选原料经过一段粗磨粗选得到粗精矿，粗精矿经过3次再磨、4次精选得到大鳞片石墨精矿。

实施例1

本实施例的大鳞片石墨的保护加工方法，包括如下步骤：

1)将石墨原矿(+0.15mm鳞片分布率51.2％)破碎到粒度为50mm大小的块料；

2)将步骤1)的块料隔氧800℃煅烧45min，煅烧完成后直接投入25℃水中，得到水淬原料；

3)将步骤2)的水淬原料破碎到粒度为2mm的颗粒，得到浮选原料；

4)将步骤3)得到的浮选原料经过一段粗磨粗选得到粗精矿，粗精矿经过3次再磨、4次精选得到精矿。

实施例2

本实施例的大鳞片石墨的保护加工方法，包括如下步骤：

1)将石墨原矿(+0.15mm鳞片分布率58.67％)破碎到粒度为60mm大小的块料；

2)将步骤1)的块料隔氧900℃煅烧30min，煅烧完成后直接投入25℃水中，得到水淬原料；

3)将步骤2)的水淬原料破碎到粒度为2mm的颗粒，得到浮选原料；

4)将步骤3)得到的浮选原料经过一段粗磨粗选得到粗精矿，粗精矿经过3次再磨、4次精选得到精矿。

实施例3

本实施例的大鳞片石墨的保护加工方法，包括如下步骤：

1)将石墨原矿(+0.15mm鳞片分布率51.2％)破碎到粒度为50mm大小的块料；

2)将步骤1)的块料隔氧700℃煅烧45min，煅烧完成后直接投入25℃水中，得到水淬原料；

3)将步骤2)的水淬原料破碎到粒度为2mm的颗粒，得到浮选原料；

4)将步骤3)得到的浮选原料经过一段粗磨粗选得到粗精矿，粗精矿经过3次再磨、4次精选得到精矿。

实施例4

本实施例的大鳞片石墨的保护加工方法，包括如下步骤：

1)将石墨原矿(+0.15mm鳞片分布率51.2％)破碎到粒度为50mm大小的块料；

2)将步骤1)的块料隔氧800℃煅烧45min，煅烧完成后直接投入25℃水中，得到水淬原料；

3)将步骤2)的水淬原料破碎到粒度为2mm的颗粒，得到浮选原料；

4)将步骤3)得到的浮选原料经过一段粗磨粗选得到粗精矿，粗精矿经过3次再磨、4次精选得到精矿。

实施例5

本实施例与实施例1的区别之处在于，原料经过一段粗磨粗选得到粗精矿，粗精矿经过4次再磨、5次精选得到精矿。

对比例1

本对比例的石墨的加工方法，包括如下步骤：

1)将石墨原矿(+0.15mm鳞片分布率51.2％)破碎到50mm大小的块料；

2)将步骤1)的块料破碎到2mm的颗粒，得到浮选原料；

3)将步骤2)得到的原料经过一段粗磨粗选得到粗精矿，粗精矿经过7次再磨、8次精选得到精矿。

对比例2

将石墨原矿(+0.15mm鳞片分布率51.2％)按照CN107739029A公开的一种晶质石墨鳞片保护分质分选方法处理。

对比例3

本对比例与实施例1的区别之处在于，步骤2)的煅烧为常态煅烧，没有隔氧，其他的与实施例1的均相同。

将实施例1-5与对比例1-3得到的产品进行分析，实验结果如表1所示。

表1

本发明的大鳞片石墨的保护加工方法，工艺流程简单，显著提高了石墨浮选精矿大鳞片的回收率，针对粒度在0.15mm以上的大鳞片石墨的占比为50-60％的石墨原矿，经加工回收后，石墨精矿的回收率为89.6-91％，固定碳含量在95％以上、粒度在0.15mm以上的大鳞片石墨的占比为43.6-53.8％，特别是粒度在0.15mm以上的大鳞片石墨的回收率为73.25-79.77％，相比常规工艺的大鳞片石墨的回收率显著提高，降低了生产成本。

对比例1未经水淬，要达到相似固定碳含量的效果，其加工流程长，石墨精矿中0.15mm以上的大鳞片石墨的回收率明显降低。

对比例2采用CN107739029A公开的一种晶质石墨鳞片保护分质分选方法处理，0.15mm以上的大鳞片石墨的回收率有所降低，重要的是其工艺复杂，不适用于大鳞片石墨的实际工艺生产。

对比例3的煅烧未采用隔氧条件，会使石墨原矿中部分石墨氧化燃烧，导致精矿的产率和回收率降低，0.15mm以上的大鳞片相应减少。

本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (7)

1.一种大鳞片石墨的保护加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)粗碎：将石墨原矿破碎成块料；

2)水淬：将步骤1)得到的块料隔氧煅烧，所述煅烧的温度为700-900℃，所述煅烧的时间为30-60min；煅烧完成后直接投入水中冷却，所述水淬的温度为25℃以下，得到水淬原料；

3)细碎：将步骤2)得到的水淬原料破碎，得到浮选原料；

4)浮选：将步骤3)得到的浮选原料进行浮选，得到所述大鳞片石墨精矿。

2.根据权利要求1所述的保护加工方法，其特征在于，所述大鳞片石墨的粒度为0.15mm以上。

3.根据权利要求1或2所述的保护加工方法，其特征在于，步骤1)中，所述粗碎后的块料的粒度为40-80mm。

4.根据权利要求1所述的保护加工方法，其特征在于，步骤3)中，所述细碎后的浮选原料的粒度为1-3mm。

5.根据权利要求1-所述的保护加工方法，其特征在于，步骤4)中，所述浮选的具体工艺为：原料经过一段粗磨粗选得到粗精矿，粗精矿经过2-4次再磨、3-5次精选得到所述大鳞片石墨精矿。

6.根据权利要求1所述的保护加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)粗碎：将石墨原矿破碎成粒度为40-80mm的块料；

2)水淬：将步骤1)得到的块料隔氧煅烧，所述煅烧的温度为700-900℃，所述煅烧的时间为30-60min，煅烧完成后直接投入25℃以下的水中冷却，得到水淬原料；

3)细碎：将步骤2)得到的水淬原料破碎，得到粒度为1-3mm的浮选原料；

4)浮选：将步骤3)得到的浮选原料经过一段粗磨粗选得到粗精矿，粗精矿经过3次再磨、4次精选得到所述大鳞片石墨精矿。

7.一种采用权利要求1-6任一项所述的保护加工方法得到的大鳞片石墨。

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