25万吨/年石墨矿物加工厂设计开题报告

1课题研究的目的、意义及国内外研究概况

1.1研究目的

石墨是一种传统的非金属矿物，在我国已有多年的开采、选矿及应用历史。石墨具有耐高温，导电导热性能好，化学性质较稳定，韧性好等优点，所以随着人类技术的进步，石墨开始在各行各业中扮演着越来越重要的角色，也与人们的日常生活联系的愈发紧密，如天然石墨负极材料，柔性石墨产品，膨胀石墨产品以及石墨烯等。当今世界，石墨已经被各个国家视为重要的工业矿物原料之一，其需求量也越来越大，质量要求也越来越高。

同时由于石墨本身的特性，制造膨胀石墨等一些重要的用途必须使用大鳞片石墨,而不能使用细粒级，使得大鳞片石墨(一般指 0.3mm~ 0.18mm)经济价值比细粒级高，但现代的工业技术也无法生产大鳞片石墨，一旦被破坏就无法恢复。而且我国大鳞片石墨储量低，在选别过程中由于复杂的再磨流程致使石墨鳞片破坏严重，产量较少，导致市场供不应求。因此,探索石墨浮选中如何保护石墨晶体不被破坏,合理选择再磨工艺，提高鳞片产率及精矿质量，充分发挥我国石墨资源优势成为一道必须攻克的难题。

本次25万吨/年的石墨矿物加工厂设计目的在于设计一条包括破碎作业，磨矿浮选作业，以及浓缩脱水作业在内的完整的、具体的工艺流程，同时完成各段作业的设备选型，为石墨选矿及选矿厂设计提供一条可行的，可靠的技术方案。

1.2研究意义

伴随着现代工业技术的蓬勃发展，人们对于石墨产品的研究和开发有了巨大的进步，产生了以石墨稀材料、锂离子电池负极材料球形石墨、膨胀石墨、纳米石墨、氟化石墨等为代表的新型高科技石墨材料。石墨材料的应用范围也已经不再局限于传统的工业领域，逐步扩展到各行各业，同时各行各业对石墨质量以及石墨产品质量的要求也变得越来越高，很多传统的选矿及深加工技术已经不能满足人们的需求，比如球形石墨要求其固定碳含量(等同于其他矿石的品位)大于99.99%，达到高纯级别，颗粒近似球形，新技术的研究开发越来越得到人们的关注。

由于石墨的用途越来越广泛，用量也不断的增加，大规模的石墨资源的开发利用也导致石墨资源尤其是易选优质鳞片石墨资源不断减少，因此如何通过更优化的选矿方式既得到高品位石墨精矿又能很好地保护大鳞片石墨，如何合理地开发利用我国储量较大但品质较差的细粒难选石墨矿资源成为未来石墨开发利用的必然的趋势。

现如今，科技在不断拓宽石墨的应用领域，各行各业对石墨的需求不断增大，目前国内每年要消耗50多万顿鳞片石墨，国际需求甚至已达到150多万吨，同时国际市场石墨价格也由2004年的350~400美元/吨涨至2012年的1000~1500美元/吨。在石墨矿资源本身条件的制约下，石墨矿的选矿技术在石墨加工过程中的作用越来越大，可以说只有掌握了更好的石墨选矿技术，才能执石墨材料技工利用之牛耳。

1.3国内外研究概况

我国的石墨资源丰富，储量和产销量均居世界首位，我国的石墨产区主要集中在黑龙江、内蒙古、山东、湖南四省(区)，这四省(区)的石墨储量为1.17×10⁸T， 占全国储量的82.2%。在工业上，石墨根据其结晶形态的不同分为三类：隐晶质石墨、致密结晶状石墨、鳞片石墨，其中鳞片石墨由于具有独特的物理化学性能，价值尤为突出，其纯度越高，鳞片越大，性能就越好，使用价值就越高。现阶段，石墨的选矿方法主要有浮选，电选，重选等。目前常用的是浮选，经过浮选处理后可得固定碳含量为90%-97%的石墨精矿，但是由于天然鳞片石墨浮选通常采用的是多磨多选，着重追求精矿品位和回收率，这也导致了大鳞片石墨的破损，于是如何保证大鳞片石墨不受到破坏也成为现在石墨选矿的重要研究课题之一。另外，由于隐晶质石墨的可浮性较差，粒度较细，一般浮选较为困难的特点，其选矿研究的重点一直在寻求最优工艺提高精矿品位和回收率。浮选得到的石墨精矿若要继续提高固定碳含量，可以采用一些的其他提纯方法，如高温碱熔酸浸法，氢氟酸浸及混酸酸浸，氯化焙烧等。

石墨选矿方法：

一、浮选：浮选是石墨选矿中最常用的方法，目前基本上所有的鳞片石墨选矿厂均用浮选选别石墨。鳞片石墨由于其疏水性强,具有天然可浮性，一般釆用煤油或柴油作为石墨的捕收剂，2^#油或4^#油作为起泡剂进行石墨浮选，有时为了调整矿架pH还需加入石灰或者碳酸钠，调整pH在8~9左右。对于含有粘土、石英、云母、长石等硅酸盐矿物时，需加入水玻璃、糊精、淀粉、纤维素等抑制脉石矿物和分散矿浆，同时也有研究表明使用浮选柱具有比普通浮选机更好地效果。

二、重选：重选主要是用来对石墨矿石进行预处理，选出其中的重矿物，石墨达到初步富集，再用浮选进一步提高石墨的固定碳含量。当矿石中含有较多的黄铁矿、褐铁矿、金红石、透闪石、透辉石等比重较大的矿物时，就可以釆用重选对其预处理，达到初步富集，得到石墨粗精矿。但实际在选别工艺中很少使用。