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1,、浮選法
浮選是當(dāng)前礦物加工操作中最常用的方法之一,。其原理主要是通過(guò)添加一系列浮選藥劑如發(fā)泡劑、捕收劑,、調(diào)整劑和抑制劑來(lái)富集氣-液界面處的所選目標(biāo)礦物,，實(shí)現(xiàn)與脈石礦物的分離。
由于其良好的可浮性和天然疏水性,，鱗片狀石墨可以通過(guò)浮選達(dá)到分離石墨和雜質(zhì)的目的,。石墨浮選實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所用起泡劑一般采用二號(hào)油或四號(hào)油，捕收劑選用煤油或柴油，調(diào)整劑選用石灰,，抑制劑選用水玻璃,。
鱗片狀石墨的鱗片大小決定著它的使用價(jià)值，所以為了使石墨的價(jià)值不受到影響,，大鱗片得到保護(hù)，石墨在浮選過(guò)程中一般采取多段流程,，即階磨階選,。浮選的優(yōu)點(diǎn)是能耗最低，成本最低,。但是,，經(jīng)過(guò)浮選法提純所獲得的石墨多為中碳水平，品位較低,，通常為85%～90%,，并且想要進(jìn)一步提升品位相當(dāng)困難。因此,，浮選法通常用作石墨純化過(guò)程的初步過(guò)程,，然后使用其他化學(xué)或物理方法獲得更高純度的石墨。
袁來(lái)敏針對(duì)品位為6.76%的遼寧某石墨礦,，采用一段粗磨,、粗精礦兩段再磨，五次精選的工藝流程,，最終可獲得品位為97.84%,，回收率為92.63%的石墨精礦。
劉海營(yíng)等針對(duì)黑龍江蘿北地區(qū)固定碳含量為13.27%的細(xì)鱗片晶質(zhì)石墨礦,，采用階段磨礦-階段選別-分質(zhì)分流-精礦再磨再選的浮選工藝流程進(jìn)行選別,，最終獲得的石墨精礦中固定碳含量為96.11%，回收率為91.30%,。
基于普通浮選工藝流程長(zhǎng)的缺點(diǎn),，呂一波等針對(duì)鱗片石墨磨礦段數(shù)多、精選流程長(zhǎng),，影響石墨大鱗片的保護(hù)和生產(chǎn)穩(wěn)定性,，增大生產(chǎn)成本等缺陷，以中碳石墨為研究對(duì)象,，設(shè)計(jì)浮選柱進(jìn)行石墨提純,，試驗(yàn)結(jié)果表明，礦漿濃度能顯著影響石墨精礦的品位,，循環(huán)壓力對(duì)石墨精礦產(chǎn)率影響最大,。在浮選柱的柱體高度為1.55m時(shí)，選用礦漿質(zhì)量濃度40g/L、循環(huán)壓力0.04MPa,、捕收劑用量200g/t的組合條件,，可將石墨精礦的品位提高至94.19%。
余悅等針對(duì)國(guó)外某鱗片石墨進(jìn)行提純?cè)囼?yàn)研究并確定磨礦介質(zhì)直徑,，采用GJM型高效攪拌磨機(jī)(擦洗機(jī))磨礦,，采用一次磨礦一次粗選的工藝流程，使石墨的固定碳含量提高了3.9個(gè)百分點(diǎn),，部分石墨中固定碳含量達(dá)到了98%,。
余學(xué)斌等針對(duì)難選細(xì)鱗片石墨，采用新型立式砂磨機(jī),，經(jīng)過(guò)一次磨礦兩次精選,，可從品位為81%的中碳石墨中獲得95.15%和90%兩個(gè)品級(jí)的石墨產(chǎn)品，浮選回收率為92.84%,。
方和平等采用浮選法提純大鱗片石墨,，并添加助磨劑來(lái)提高磨礦效率，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),，與不加助磨劑相比,，添加助磨劑可緩解由于脈石雜質(zhì)嵌布形態(tài)和石墨晶體狀態(tài)性質(zhì)引起的難磨問(wèn)題。在最佳磨礦時(shí)間和浮選礦漿濃度條件下,，選用助磨劑有效地提高了石墨的浮選產(chǎn)率,，并縮短磨礦時(shí)間。
2,、堿酸法
目前,，堿酸法已形成了較為成熟的工藝，整個(gè)工藝流程主要分為堿熔和酸浸兩個(gè)步驟,。其原理為：在石墨試樣中加入適量的NaOH,，反應(yīng)在一定的溫度條件下進(jìn)行。NaOH屬于強(qiáng)堿,，能與石墨中的酸性雜質(zhì)SiO2,、Al2O3、Fe2O3,、CaO,、MgO等發(fā)生反應(yīng)，將SiO2轉(zhuǎn)化為水溶性硅酸鈉,，然后可以用水洗滌除去,。剩余的雜質(zhì)形成的氫氧化物難溶于水，在一定溫度下經(jīng)過(guò)酸浸處理生成可溶于水的鹽,。主要反應(yīng)如式（1）~式（4）：
堿酸法的優(yōu)點(diǎn)是能耗低,、一次性的投資小,、設(shè)備簡(jiǎn)單，提純后的產(chǎn)品純度較高,，能達(dá)到99.5%,。缺點(diǎn)是酸堿對(duì)設(shè)備的腐蝕性嚴(yán)重，反應(yīng)后的廢水有嚴(yán)重污染,，石墨的流失量也不小,。目前，這一方法在我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中提純石墨時(shí)運(yùn)用最為廣泛,。
堿酸法提純石墨工藝流程圖
3,、氫氟酸法
氫氟酸是一種強(qiáng)酸，它可以和石墨中除了石墨以外的幾乎所有的雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng),，因此也可以用于石墨的提純。氫氟酸法的基本原理是：將石墨和氫氟酸充分混合后,，氫氟酸與石墨中的雜質(zhì)反應(yīng)生成能溶物或者可揮發(fā)物質(zhì),，然后經(jīng)過(guò)水洗洗去其中的可溶性雜質(zhì)。
氫氟酸法的優(yōu)點(diǎn)：能高效除去樣品礦中的雜質(zhì),，得到高品位的石墨,，并且該過(guò)程幾乎不對(duì)石墨的性能造成影響，能耗也低,。但氫氟酸有劇毒,，對(duì)環(huán)境污染較大�,？梢耘浜掀渌嵋黄鹗褂�,，以減少HF酸的用量。我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)上用該法生產(chǎn)高純石墨主要采用的是HF/HCl,、HF/HCl/H2SO4,、HF/H2SO4等混酸體系。
張然等依次通過(guò)使用H2SO4,、氫氟酸對(duì)石墨礦進(jìn)行分步提純,。具體過(guò)程為，H2SO4除去礦樣中的一些硅酸鹽后,，再用氫氟酸除去其余的雜質(zhì),。在最佳工藝條件H2SO4濃度30%～60%，溫度90℃下預(yù)反應(yīng)2h,，氫氟酸濃度20%常溫下反應(yīng)2h,，使原料品位由97%提升至99.94%。
4,、氯化焙燒法
氯化焙燒方法是在石墨樣品中加入適量的還原物質(zhì),，然后在適當(dāng)?shù)臏囟群铜h(huán)境條件下在焙燒反應(yīng)時(shí)通入氯氣,。礦石樣品中有價(jià)金屬與低價(jià)氯的結(jié)合后進(jìn)一步形成低熔點(diǎn)沸點(diǎn)的氣相或凝聚相氯化物或絡(luò)合物從而析出，并實(shí)現(xiàn)與其他組分的有效分離,，進(jìn)而制取高純度的石墨,。
氯化焙燒方法的優(yōu)點(diǎn)是提純效率高、回收率高,、能耗低,、成本低等。但是氯氣有嚴(yán)重的腐蝕性,，并且具有毒性,，會(huì)污染環(huán)境，因此在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)受到影響,，此法還有待改進(jìn),。
李繼業(yè)等采用氯化焙燒法提純某細(xì)鱗片石墨，當(dāng)還原劑用量為石墨的4%時(shí),，在最佳的氯氣氣壓下,，溫度為1200℃時(shí)反應(yīng)2.5 h，可獲得含碳量為80%的石墨精礦,。
5,、高溫法
石墨擁有非常高的熔沸點(diǎn)：熔點(diǎn)為3652℃，沸點(diǎn)為4250℃,。其熔點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于所含雜質(zhì)的沸點(diǎn),。高溫法就是通過(guò)熔沸點(diǎn)的差異，將石墨樣品加熱到將近3000℃,，此時(shí)大部分雜質(zhì)已經(jīng)氣化,，剩下得到高純度的石墨，由此達(dá)到將石墨與其雜質(zhì)分離的目的,。通過(guò)此法提純的石墨,，品位可達(dá)到99.99%或更高，可用于制備高純石墨,。
高溫法提純石墨最大的優(yōu)勢(shì)是能制得純度高于其他提純方法的高質(zhì)量石墨產(chǎn)品,，但同時(shí)所需的能耗大，對(duì)設(shè)備的要求也是極高,，相應(yīng)的對(duì)所需提純的石墨原料純度也有一定的要求,。因此，該方法目前的應(yīng)用領(lǐng)域受限,，主要涉及航天,、國(guó)防、核工業(yè)等特殊領(lǐng)域,。
梁剛等采用感應(yīng)加熱法提純某天然鱗片石墨,，通過(guò)自制的感應(yīng)加熱爐提高溫度,、延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間可將石墨中的雜質(zhì)硅除去，最終可將鱗片石墨的純度提高到99.92%,，且提純后的石墨鱗片沒(méi)有受到破壞,，狀態(tài)結(jié)構(gòu)良好。
張向軍等采用高溫提純法純化某鱗片石墨,，研究發(fā)現(xiàn),，石墨坩堝的灰分含量低于鱗片石墨灰分含量，且石墨快速升溫有利于散狀鱗片石墨中的灰分氣體逸出,，因此,，通過(guò)改善升溫工藝條件，提高坩堝質(zhì)量,，可將原料提純?yōu)樘己空?9.995%的高純石墨,。
6、堿酸-高溫氯化聯(lián)合法
張勁斌等采用堿酸-高溫氯化聯(lián)合法對(duì)天然鱗片石墨進(jìn)行提純,。正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,，堿酸法的最佳工藝條件：堿與石墨配比0.9，焙燒溫度1000℃,，水洗溫度80℃，水洗時(shí)間80min,，鹽酸濃度1mol/L,，酸浸溫度30℃，酸浸時(shí)間60 min,。進(jìn)一步采用高溫氯化法（1500℃）提高石墨提純效果,，當(dāng)NH4Cl與石墨加入比為0.4時(shí)，樣品石墨固定碳含量達(dá)到99%以上,。
展望
石墨作為優(yōu)質(zhì)的礦物原料,，其應(yīng)用已經(jīng)囊括了人類(lèi)賴以生存的能源、環(huán)境及信息領(lǐng)域,，冶金,、電子、航空航天和其他支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)的行業(yè)與石墨材料密不可分,。石墨要進(jìn)行深加工對(duì)純度有一定的要求,，并且伴隨著石墨的相關(guān)科學(xué)研究越來(lái)越深入，高純石墨的需求量會(huì)越來(lái)越大,，石墨礦石的提純將會(huì)變得越來(lái)越重要,。
參考資料：
李紅敏.晶質(zhì)石墨提純方法簡(jiǎn)述
張謙等：鱗片石墨的提純工藝研究現(xiàn)狀與展望
張勁斌等.堿酸-高溫氯化聯(lián)合法提純鱗片石墨研究
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