球形石墨及高纯石墨生产工艺.docx

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1、依据要求石墨干精矿经过加工形成球形石墨后需要进行高温及高温化学提纯形成高纯成分。 高纯石墨那么采纳石墨干精矿直接进行高温及高温化学提纯形成高纯石墨。其产品方案如下 表：离子色谱仪工作制度：班工作制度：班GPa每天一颗式破裂机技术性能参数如 下：60、7099.9,99. 99生产力量：45t/h1自然石墨电极质量要 求4.1原材料条件各类 磨 机、 磁选 机 和焙 烧 后， 再经 过颗 式破 裂机 和双 齿辐 破裂 机破 裂至 0-4m m粒 度而 成， 破裂 后的 骨料 由斗 式提 升机 运至 原料 间的 高位 料仓轻劳动强度， 改善操作条 件，焙烧炉调 温柔升温曲线 由于使用煤气 为燃料而

2、易于 掌握，并能大 大降低能耗， 提高产品质 量。%石墨粗碎修整 均在钢铁制品 中粉碎修整， 分级，或多或 少会产生钢铁 物的夹杂，采 用磁选机使球 形石墨在不均 磁场中，采用 其中夹杂物磁 性，而使其夹 杂和球形石墨 分别，并使球 形成品得到提 纯的过程及目 的。台过填充料颗 粒之间的空隙 排出。生产球形石墨及高纯石墨（各为10000t/a）时,年需要LG （-） 147-95石墨干精矿44238t. 4. 3. 1. 1生产工艺流程610000288焙烧曲线（h）备注依据以上需检测工程，采纳如下化验设施。1.分采用当地丰富的石墨资源优势；kg/t 确保石墨颗粒为球形，可采纳比外表积法进行测

3、定。单位质量（体积）的样本中全部的颗粒 外表积和全部颗粒体积和，得出总面积S,总体积V。那么可得比外表积值。SSA=S/V,球形 颗粒质量（体积）比外表积值SSA=6/9ds。抗折强度该磨机的主要特点有：马尔文激光粒度测试仪比电阻凉料后的糊料加入电极挤压机进行挤压成型，电极挤压机的生产4. 3. 3 3化检验（1）产品技术分析及制作过程掌握：球形石墨车间是采用石墨干精矿为原料生产初始球形石墨，其生产工序有粗碎、分级，修整、 分级，磁选、分级。现分别表达。为确保球形石墨初始产品颗粒为球形，应实行如下方式：为此依据生产的工艺状况，分成两个生产车间进行生产，即球形石墨车间，纯化车间。现分 别进行阐述

4、。W13原料、成品跨本工程建设内容为年产2万t/a自然石墨电极的生产设施及帮助设施,详细包括以下内容:单位189跨度1排料粒度：025 mm25. 1球形石墨其分级机可采纳通风机（或压缩空气）将成品送到QF6气流分级机，基本上可以收得约50% 的球形成品。由于系规格原料（CM61的合格产品也=38加）分级机在掌握风量的状况下，和 调整涡轮叶片的转速的状况下，可将&=30mm迫降下来，由粗料出口下来，形成产品。在布 袋集器内提供的颗粒多为在修整时得到较大破损的颗粒，可以作为他用或废弃。电动机功率：8kW788.21 .各种不同大小的骨粉和粉料匀称地混合，到达大颗粒之间的空隙由中小颗粒填充，中小

5、颗粒之间的空隙由更小的粉状颗粒填充，以提高混合料的密实度。1.8） 包覆：将混合后的球形石墨和树脂。匀速的经过高温窑炉，进行反响包覆。年处理量：7077t/a料室直径：1200 mm却机、对短破裂机、斗式提升机及筛分等设施，出炉时卸出的填充料只需将已经氧化及灰分 烧熔成块的料挑出，其余局部经冷却、破裂后可连续使用。含碳量（）粉碎局部：对球形石墨需要进行检验工程主要有：10799.9, 99. 991）使加热火焰不能与生坯84）保存直接接触以防止生坯氧 化。挥发分 的排出 通道。电 极生坯 在焙烧 时排出 的挥发 分通 1.5）烘 干：将提 纯后的 球形石 墨进行 加热烘 干，去除 里面的 水分

6、。最大给料粒 度：200 mm 软化点备注5.3主要建设内容3）传导热量。焙烧时燃料燃烧产生的高温通过填充料传导给电7.2在主风机所产生的负压和粉磨机主轴另一端以上配置方式为标准配5. 6. 1骨骨料是 的风扇作用下将己磨细至规格的粉料送入分置，磨机，分级机可以单料破裂用90用 级机内进行分级，合格的细颗粒进入收集装独使用，也可和其它设施石墨粉置，粗颗粒粉料沿壁落下料筒，或回到粉磨机配套使用。和10$再磨，形成闭路工艺配置。假如粗颗粒可作为的沥青此外的产品，可不返回粉磨机，而就形成开路为原工艺配置。料，经 混捏、 挤压成 型MPa 以优质 的自然 鳞片石 墨为原 料,采 纳独特 的整形 及分级

7、 技术， 能使产 品粒度 区间变 窄、分 页集 中，并 采纳先 进的筛 分与混 合技术 掌握产 品中异 物，确 保产品 的稳定 性、均 一性、 全都 性，加 工后的 产品结 品配向 良好， 圆形度 高，质 量稳 定，其 制成品 首次放 电容量 达360mAh /g以上，充 放电效 率达86%以 上，是 新一代 锂离子 二次电 池的抱 负负极 材料。10000磁选是 在振动 磨机形 成的成 品通过 密闭皮 带机过 程中， 采用磁 选机 （中场 强永磁 短筒） 产生的 磁场将 球形石 墨的钢 铁等磁 性夹杂 吸附。 纯洁了 的球形 石墨连 续在皮 带机中 运行。 磁选机 采纳磁 感强度300mT（

8、 亳特斯 拉）共4 台。m：7111.9）轻碎：将烧结的负极材料，通过不锈 钢轻碎机将其打成粉末散状。电极焙烧设施选择1台26室环式焙烧炉，采纳煤气为燃料，生产力量计算如下：化验设施表游离碳最大给料粒度：500mm混捏机工作前先关闭底部滑门，再把配好的料 加入混捏机内，加完料后关闭加料阀及循环空 气阀，加热混捏机，使之到达需要的温度，同 时混捏机进行干混，再翻开沥青烟气排出阀， 加入液体沥青。糊料充分混捏，连续加热，当 到达所需温度和时间后，翻开底部滑门放出糊 料，最终关闭底部滑门，完成一个周期的混捍 工作。然后，重复上述过程连续混捏。511W3.8物料输送局部4沥青质量要求表5-21.7）融

9、合：将烘干后球形石墨和树脂进行充 分的混合，大约2个小时。备注袋式集料器实际上是脉冲喷吹板式文丘 里布袋除器，过滤面积约162nl1滤袋108条, 可处理气量9720-38880m3 / ho进入布袋的气 体含尘量约在38mg / n?,除尘效率为99.9%, 再经高压风机混入大量空气后，除尘后空气中 含尘量在2mg/m，符合碳黑尘排入标准。赛多利斯电子天平7.2年产量（t/a）1.6 ）筛选：将烘干后的球形石墨，经过震惊筛网筛选，去除较大的杂质。配料工作是一个重要的工序，它不仅确定各种原料的用量，同时也确定了它们的配比。本设 计采纳电动配料车进行配料，电动配料车具有自动定位、从骨料高位料仓和

10、石墨粉高位料仓 自动受料并称量、自动行走定位并自动向混捏机放料的功能，整个操作过程采纳微机自动掌 握。高位沥青储罐内的沥青直接由管道定量加入混捏机内。W8石墨干精矿本工程生产的自然 鳞片状石墨粉为主要原料，以沥青 为粘结剂，经过骨料制备、配料、混捏、压型和焙烧等 生产工序，生产自然 石墨电极，生产规模3万t/a。填充料加工间设有11.0m、15.0m、19.0m三层平台，分别为料 仓平台、筛分平台和斗式提升机平台，填充料冷却机标高为 5.30m.原料7鳞片石丽精矿）来自选矿车间，贮存在废料跨 间108m3石墨贮仓内，通过气力输送机送到制造跨粗碎段 高位料仓内。设计采纳机械冲击式超细粉磨机（CM

11、61型）， 该机主要由给料局部，粉碎局部和物料输送局部组成。1设施粉碎比大，入料粒 度小于8 mm,可减小粗碎 作业，简化了工艺流程， 由于采纳LG（-）147-95,粒径在1 47 u m左右，可 以较高地提高磨机的工作 效率，同时也可较大地节 约配件的消耗。混捏机工作前先关闭底部 滑门，再把配好并称量过 的料加入混捏机内，加完 料后关闭加料阀及循环空 气阀，加热混捏机，使之 到达需要的温度，同时混 捏机进行干混，再翻开沥 青烟气排出阀，加入液体 沥青。糊料充分混捏，连续加热，当到达所需温度和时间后，翻开底部滑门放出糊料，最终关闭底部滑门，完成一个周期的混 捏工作。然后重复上述过 程连续混捏

12、。（3）台 1（01）磁选煤自然分级气石墨2）固1.2）原料.采 电极定生纳的石墨微粉 分厂坯外是自然鳞片 主要形。因石墨。技术电极 经济生坯 指标加热 自然到肯 石墨定温 电极度会 生产软化力量并在（1）自重 粗碎、 分级骨料破 裂采纳 颗式破 裂机和 齿辐式 破裂机 两段闭 路式破 裂流 程，选 用一台 破裂机 和一台 齿辐式 破裂388.2主要 技术 经济 指标 见表5一3。轨面 标高 磁 选、 分级300偏厦24士中伺双JL 作天数（d）数(h)焙烧后 的电极 冷却后 即可出 炉，焙 烧和冷 却生产 周期为 12天， 经检验 合格的 电极运 至电极 加工车 间进行 外圆加 工和端 头平

13、 头、螺 纹加 工，加 工后的 电极即 为成 品，储 存于电 极成品 库内等 待外 运；检 验不合 格的电 极运往 原料间 经破裂 后作为 骨料储 存于高 位料 仓。2.0 ）包装：冷却物料，包装。经磁混捏的目的如下:选后 的球 形石 墨内 尚含 有目 定量 的非 球外 形石 墨，需 要进 行剔 除。可 采纳 涡轮 式微 细分 级机， 其结 构特 点是， 在分 级室 顶部 设置 了多 个相 同直 径的 发级 轮，在 分级 轮旋 转产 生的 离心 力及 分级 气流 的滞 阻力 作用 下进储存。5.7工艺流程年产11060t球形石墨车 间组成状况如下表。385 需要原料量（t/a） 台指 标 kg

14、/t 采纳双螺旋给料机进行给料。通过调整螺旋速度调整给料量，并可掌握过粗颗粒进入机内。 给料电机与主机之间设有自动掌握系统，依据主机的状况可自动停止给料或恢复:给料，给料 速度的调整是通过螺杆，变速皮带进行无级调速。式中：1电极挤压机台数生产力量：2()t/h本工程自然 石墨电极生产规模为2万t/a,电极直径为300500mm,质量要求见表51。初步确定各产品中含碳量99. 9%, 99. 99%各占50%,即各为5000t02500t2500t公称力量: 数量227+27弹性模量防等有关规定，贯彻三废治理“三同时”原那么，做到平安生产和文明生产;3生产工艺流程简图密度振实仪L4)纯化：采纳硫

15、酸，盐酸等化学试剂依据肯定的配方比列和球化整形后的石墨混合，进 行化学提纯。将石墨的纯度提高到99. 95以上。电极生坯由桥式起重机将加入到焙烧炉内，电极之间用焦粉作为填充料，电极上部也用焦粉 掩盖，然后进行焙烧。填充料的作用有4个方面：13运转炉室数化验室应独立在一处或和厂部办公室合建在一起，依据上述设施状况，要求采纳空调对室内 温度，湿度进行相应的调整。其电源采纳IPS不间断电源。球形石墨化验和纯化石墨化验合 建一起，人员36人，面积为36nli11060式中：1一一26室环式焙烧炉台数5. 6. 3焙烧炉21每 天小 时数 (h)(2)成分 的检测。(2)高纯 石墨(m)原u Q. m最

16、大挤压产品直径：500 mm生产材5. 9主(4)真密度测定。球形料要技术5石墨及经济指4. 3. 1.2车间组成设施动标球形2生产的初始产品球形石墨和局部石墨干精矿，经过在功能 流程(见 上图)5力 消 耗石墨及高 纯石墨生 产的主要 原料是鳞 片石墨干 精矿，是 自然鳞 片石墨经 选矿后成 品，符合 石墨牌号 LG (-) 147-95, 粒度为 100目筛 下物，含 碳量95%(高碳范 围)。纯化炉高温提纯后，可成为高纯球形石墨及高纯石墨成 品。修整、分级型号：PE-600X900生产工艺流程如下框图：3.工 艺流 程合 理，物 流顺 畅，布 置紧 凑； 挥发分6575c(2)建筑用纸面

17、石墨主 要用途31228%比外表积及孔径分布仪5.2设计原那么4.2产品方案高温纯化跨间名称07球形石墨及高纯石墨生产工本工程生产设施主要由1座 电极生产车间、1座电极加工 车间、1座电极成品库等组成。（3）比外表积的分析年有效工作天数：300天产周期为石12天。电 极生坯用 煤沥青作 粘结剂， 在焙烧过 程中一般 排出相当 于生制品 重量10% 左右的挥 发分，粘5.4生产 规模、产 品规格 及质量 要求干结剂进行球形石墨需炭化，在经过两个工精骨料颗粒序过程，一目间形成焦 炭网格， 将不同粒 度的骨料 坚固地粘 结成一个 整体从而 使焙烧后 的电极具 有固定的 几何外形是在球形石 墨车间中将

18、 石墨干精矿 经粗碎、修 整、磁选后 形初始产品 球形石墨， 再进入纯化 车间经高温 纯化后成为 球形石墨和强度， 并获得所 需要的物 理化学性 质。因此， 焙烧的目 的主要是 使粘结剂 沥青成为 沥青焦， 把骨料颗 粒粘结成 一个整 体。数值 台表 5一17(高纯)。自然 石墨 电极 是由 沥青、 骨料、 和石墨粉 为主 要原 料，按 3： 3： 4的 比例 进行 配料, 经混捏、挤 台压成型后， 焙烧12天 出炉 即为 成品。(m) 工艺 布置 详见5.5附图：卢 自然应 石墨 电极 车间 工艺 平面 布置 图。生产2.加指 球形入粘标 石墨结剂名 需要后，混称 在相捏使2000 应严全部

19、 0 格的炭质2.坚 检验骨粉持先 制度和粉进适 下进料表用、 行。面吸稳定 其产附一牢靠 品率层粘的原 约在结剂，那么;5.6主要设施选择序号35%依靠高纯 左其粘石墨 右。结力台 其余把不 经加同粒 工、径骨 检验料和4 不合粉料一生 格的粘结产力 产在一量 品，起，形（t/h 可作成均）产 为冶质的品方 金工可塑案表 业的性糊 增炭料。剂，1或作 为其 他行 业的 原 料。但在 生产 球形 石墨 过程 中成 为废弃物 料。辑子直径：!）450X50070炉室产能（室） 吊车配置84灰分21.6通过以上工艺流程可生产出高纯度，高容量，循环稳定性好的负极材料（国际要求标准）。产品名称沥青车间

20、共设有偏厦，制造跨、原料、成品跨三个跨间。制造跨主要是按置生产球团石墨的各类 磨机，依据生产工艺流程进进布置。粗碎磨机CM61按在一-端，其配置的分级机QF6型气流 分级机，布袋集料器（BCT233布袋收集器）那么按置在偏厦内,振动磨机（2mzT600）靠CM61 磨机安置，其分级机，布袋集料器亦安置在偏厦内。磁选机安置在靠近振动磨机处。经磁选 后设有ATP分级机（200/4型）。布袋收集器（BC-1233）按置在偏夏内。各流程互不干扰，物 料流程通畅。序号在混捍机内混捏好的糊料由运料小车运至圆筒凉料机旁，然后将糊料加入圆筒凉料机进行凉 料，凉料的作用是使糊料中的气体排出，避开在电极挤压成型时

21、使电极生坯中含有气孔，降 低电极强度。序号1.3)粉碎.粉碎可使用粉碎机，为了实现对石墨粉晶体微观结构及颗粒外形的掌握，需要 经过两个过程对石墨粉进行粉碎和整形。在本工艺中，石墨粉的平均颗粒大小用体积值达 D50的值表示,用激光衍射法得出，其平均粒径在10-30微米之间。%lX4X24X300=28800t/a石墨干精矿台热膨胀330一一全年有效工作天数(d)4. 3.1球形石墨车间为此需要较低速度的磨机，可使石墨微粉得到整形，不致使石墨有较大地削减粒径，仅使边 角得以圆整。形成球形，采纳振动磨机时，可通过调整磨机的振幅，频率，介质配比，介质 材质，外形等。可使石墨微颗粒得到边缘的修整，其粒径

22、得到较小的转变，即外形得到较大 的修整。包装球形石墨初始产品加热方式：插棒式工频感应加热器采纳振动磨的优点在于，适当调整给料速度的上限，从而可到达成品料粒度的大小和分布范 围的掌握。可以转变介质材质和外形，对成品外形进行掌握，由于该磨机经上述调整后成为 以修整作用为主，可使成品粒径削减很小，对介质可采纳棒状。外径稍粗一些约10mm左右。 同时材质选用比重较低的耐磨材料制成如刚玉、结英石棒等，从而可保证生产的成品不掺有 其它金属成分和杂质成分可保证成品的纯度。粗碎、分级料室长度：2000mm1000焙烧成品率 原料，成品跨主 要是接受由选 矿厂送来的石 墨干精矿,由密 闭汽车送来。跨 间内设有1

23、08m3 密闭矿仓，考虑 卸矿，送矿时可 能产生石墨粉 尘的状况，采纳 风力输送机向 矿仓卸矿，矿仓 供料亦采纳风 力输送机，石墨 矿仓顶部设有1是周期性的， 每一个生产周 期包括装料、 捣固、预压及 挤压等操作过 程，电极生坯 的挤压速率一 般掌握在0. 7m/min,最 大不超过 lm/mino 挤压 成型后电极生 坯经定尺剪切 后，放入水池 中冷却，冷却(2)修整、分级型号：450X5001X 330 X 24/288 X13 X 70=25025 t/a4)剪切机构：自动剪小型除尘设施。 考虑到生产过 程成品率只有 35%左右,其余 废弃物料可装 入相应贮存设 施内。可在此跨 内堆放。

24、其成品 球形石墨采用 贮仓，亦在此跨 间设置。混捏成型成品 率26室环式焙 烧炉作业率后的电极生坯 存放于车间 内，然后进行 下一步焙烧。9011214.严格执行我 国和地方有关 环境保护、劳 动平安、工业 卫生和消以上分级机为QF6型气流分级机，主要由电机，给 料管（CU61磨机粉碎后规格粉料进入管），调整管, 调整环、分级涡轮及传动装置，关风器，中间桶体 和下部桶体等组成。规格粉料和空气以肯定比例混 合经给料管进入分级机，规格粉料随气流经过涡轮 叶片之间的间隙向上，经物料排出口排至收集装 置，粗粒粉料被叶片阻留，沿中部机体的内壁向下 运动，从返料口排出。在粗粒下降的过程中，引入 二次进风，

25、进一步淘析，使混入的规格粉料再次随 二次进风提升，再次进行分级作业，可提高分级效 率，淘析后的粗料沿桶壁从返料口排出剩余气流 即进入袋式集料器“5.严格掌握工 程造价，在满意 工艺要求的条 件下，力求从 简，尽量节约建 设投资；极生坯。t/a水分排矿口调整范围：结构形式：固定科室分散设施 名称65160 mm11060%或外力作用下产生变形，在电极生坯四周用填充料填塞可以防止电极生坯变形。真密度仪自然 石墨电极车间主要包括沥青熔化间、混捏间、原料间和填充料间以及车间办公室及工 人休息室，沥青熔化间、混捏间、车间办公室及工人休息室和电极车间主厂房为单层结构形 式，原料间和填充料间为多层厂房结构形

26、式，其中原料间有6. 0m和12. 0m二层平台，12.0m 平台布置有高位料仓和高位沥青储罐及款式破裂机，6. 0m平台布置有双辑破裂机、电动配 料车并进行配料作业，0. 00m平面布置有斗式提升机和空压机站。954自然 石墨电极是以石墨粉为主要原料，以沥青为粘结剂，经骨料制备、配料、混捏、压型及焙烧而成，石墨粉年需要量为157621,由本工程选矿车间供应；沥青年需要量为77641,由外购解决，沥青质量要求见表52。高纯石墨是采用石墨干精矿直接加入纯化炉内进行高温、化学纯化，得到高纯石墨。制造跨设施结最终产 品1沥青熔化在沥青熔化间构紧凑，体积密内进行，共设4个30 t配套设施度使用的沥青熔

27、化槽，熔化后少，占地焦粉作的沥青用保温管道送至面积小，填充电极生产车间原料间的使一次性料，焙高位沥青储罐内。投资小，烧车间3.局部粘结剂渗透到骨适合中、设有填料和粉料外表的孔隙小型企业充料加中，这种渗透作用提高超细粉生工间，各磨机分级了糊料的密度。产。安装回机、袋式收集转式冷器110604.3生产工艺流程X射线衍射仪限于原料粒度为（一）147mm,确定球形石墨初始产品粒度为d5o=30mm,碳含量95机 石墨粉 料的平均颗粒大小用体积累积值达50%的值表示，可用激光衍射法得出，其平均粒径在10 U m-40 R m 之间。处理力量：6683t/h72电极生坏焙烧在26室环式炉内进行，以发生炉煤

28、气为燃料，生 kwh/1经配料加入混捏机内的骨料、石墨粉及沥青经搅拌混合取得可塑性糊料，这一工艺过程称为 混捏。成 分序号9533178生产力量计算如下：5.1概述2工作行程：2900 mm8.7在气流中仍带有肯定量的细颗粒，可随气流进入袋式集料器内进行收集。备注2 .电极加工车间；.电极成品库；72双齿辑式破裂机技术性能参数如下：依据要求球形石墨要求到达各个方向均成为球形，如前所述即球形颗粒质量比外表积 SSA=S/V=6/9ds,为此经过粗碎后分级得到的ck=40um的石墨规格粉粉料，尚需要进行必要 的修整后，即使规格粉料的边缘得到修整。使SSA=6/9ds。得到满意成立，从而形成球形石

29、墨。初始产品3 .8工艺布置45. 6. 2卧式电极挤压机2球形石墨车间组成lX3t单梯吊车电极成型设施选择1台2500t卧式电极挤压机，其技术性能参数如下：生产过程中，对各工序应准时进行检验，准时调整磨机的相应参数。经检验合格方可转入下 工序生产。EDS能谱仪序号自然 石墨电极生产工艺球形石墨生产流水线（见上图）电动机功率：5575KW该磨机共分两个粉碎室，每室各装有两排转子，每排转子上分别固定有可更换的锤头。两个 粉碎室之间由可更换的挡料环隔开。更换不同内径料环，可调整磨机的处理力量及产品细度, 每室两排锤头之间各装有4枚撞针，通过调整撞针的偏心距来调整它与锤头侧面间隙的大 小。各粉碎室内

30、壁均装有可更换的带有细齿形的衬极，它与各排锤头的间隙约为3m鹏 表53%1 1） 球形石墨5%（1）粒度和粒度的分布。给料局部:1. 1）采矿：从矿石中提取（浮选法）石墨。采矿- I 一原料 -1一粉碎1 纯化I一烘干I -筛选I -* 融合一包覆I 一轻碎I包 装入库电原料、 成品贮 存自然石墨 g/cm2 电极生产主备注要由沥青熔整个工艺系 化、骨料破统是负压干法 裂、配料、作业，生产时 混捏、挤压无粉尘外泄污 成型和焙烧染状况。等工序组 1.电极生产车 成。 间；灰分 长度对磨机及帮 助设施进行 了以上介 绍，可以看 到磨机的工 艺组合如 下：其中：自然 石墨粉lX3t 单棵吊车3选择1台26室环式焙烧炉可以使装出炉实现机械化，减