石墨选矿和石墨的深加工-卢先春gaxy.docx

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1、石墨选矿矿和石墨墨的深加加工卢先春（学学号：11061120775；课课程名称称：矿物物工程；授课老老师：传传秀云）（北京大大学地球球与空间间科学学学院）摘 要要 石石墨具有有一系列列的优良良性能，广广泛应用用于石油油、化工工、冶金金、造纸纸、原子子能和国国防等工工业部门门,具有有很大的的开发利利用价值值。中国国石墨矿矿资源丰丰富,石石墨储量量居世界界首位。但由于天然产出的石墨纯度不高，开发应用受到限制。本文简要介绍了石墨的性质和其矿产资源分布,重点介绍了浮选法在石墨选矿中的应用,以及石墨的粉碎、提纯和改性等深加工技术。通过深加工，可以进一步改善石墨的特性，形成各种高附加值的产品，使其能满足相

2、关领域应用及现代高技术和新材料产业的要求。最后,本文对石墨材料在高速、耐磨、防腐、节能、超小型等高科技应用领域的发展前景进行了展望。结果表明，石墨正在众多领域逐步取代某些金属材料和有机材料，其发展前景十分广阔。关键词 矿物加加工 石石墨 选矿 浮选选 粉粉碎 提纯 深加加工石墨（GGrapphitte）是是由碳元元素组成成，是碳碳的同素素异构体体之一。石石墨晶体体具典型型的层状状结构，碳碳原子排排列成六六方网状状层，面面网结点点上的碳碳原子相相对于上上下邻层层间格的的中心。重重复层状状为2的的是石墨墨2H多多型，属属六方晶晶系，即即通常所所指的石石墨；若若重复层层状为33的属三三方晶系系，但在

3、在天然石石墨结构构中不能能单独分分离出来来。在石石墨晶体体结构中中，层内内碳原子子的配位位数为33，具共共价金属属键，间间距0.1422nm，层层与层间间以分子子键相连连，间距距为0.33554 nnm，石石墨矿物物呈铁黑黑、钢灰灰色，条条痕光亮亮黑色；金属光光泽，隐隐晶集合合体光泽泽暗淡，不不透明；解理(00001)完完全，硬硬度具异异向性，垂垂直角理理面为335，平平行解理理面为112,质软，密密度为22.0992.23gg/cmm3，有滑滑腻感，易易污染手手指。石石墨集合合体通常常为鳞片片状，块块状和土土状；单单晶体常常呈片状状或板状状，但完完整的很很少见。根根据其结结晶程度度分为晶晶质

4、石墨墨和隐晶晶质石墨墨(土状状石墨)。石墨墨具有一一系列的的优良特特性，主主要有如如下几点点：（1） 耐高高温：由由于碳原原子在石石墨结晶晶格子的的原于层层中排列列紧密，热热振动困困难，因因而石墨墨能耐高高温并具具特殊的的热性能能。石墨墨熔点为为38550，沸点点为42250， 经经高温电电弧灼烧烧重量损损失极小小，在225000时其强强度比常常温时提提高1倍倍，热膨膨胀系数数小，温温度骤变变时其体体积变化化不大，能能抗骤冷冷骤热的的变化,当温度度突然发发生变化化时，不不会产生生裂纹。在冶金工工业中主主要用来来制造石石墨坩埚埚，在炼炼钢中常常用石墨墨作钢锭锭之保护护剂，冶冶金炉的的内衬。（2）

5、 导电电性和导导热性：由于石石墨晶体体中存在在容易流流动的电电子，因因此其导导电、导导热性能能不亚于于金属。如如比不锈锈钢高44倍，比比碳素钢钢高2倍倍。石墨墨的热导导率和一一般的金金属不同同，随着着温度的的升高，导导热系数数降低，在在极高的的湿度下下，石墨墨趋于绝绝缘状态态。因此此，在超超高温条条件下，石石墨的绝绝缘性能能是很可可靠的。在在电气工工业中石石墨广泛泛用来作作电圾、电电刷、碳碳棒、碳碳管、垫垫圈及显显像管涂涂层等。（3） 润滑滑性：石石墨的润润滑性能能类似于于二硫化化铜和四四氰化烯烯，摩擦擦系数在在润滑介介质中小小于0.1，尤尤以鳞片片状石墨墨的润滑滑性更好好，鳞片片越大，摩摩擦

6、系数数越小，润润滑性能能越好。石石墨在机机械工业业中常作作润滑剂剂。润滑滑油往往往不能在在高速、高高温、高高压下工工作，而而石墨耐耐磨材料料可以在在-2000220000温度和和高速滑滑动(1100mm/s)下应用用。许多多输送蚀蚀腐介质质的设备备广泛采采用石墨墨材料制制成活塞塞环、密密封圈和和轴承，它它们运转转时勿需需加润滑滑油。石石墨乳也也是许多多金属加加工（拔拔丝、拉拉管）时时的良好好的润滑滑剂。（4） 化学学稳定性性：在常常温下，石石墨具有有良好的的化学稳稳定性，耐耐酸碱和和有机溶溶剂的腐腐蚀。经经过特殊殊加工的的石墨，具具有耐腐腐蚀、导导热性好好，渗透透率低等等特点，就就大量用用于制

7、作作热交换换器，反反应槽、凝凝缩器、燃燃烧塔、吸吸收塔、冷冷却器、加加热器、过过滤器、泵泵设备。广广泛应用用于石油油化工、湿湿法冶金金、酸碱碱生产、合合成纤维维、造纸纸等工业业部门，可可节省大大量的金金属材料料。除上述性性质和用用途外，石石墨还可可用于原原子能工工业和国国防工业业石墨具具有优良良的中子子减速性性，最早早在原子子反应堆堆中作减减速剂。在在国防工工业中，石石墨复合合材料可可用来作作固体燃燃料火箭箭的喷嘴嘴、导弹弹的鼻锥锥、宇航航设备零零件、隔隔热材料料和防辐辐射材料料。 此此外，石石墨还是是轻工业业中玻璃璃和造纸纸的磨光光剂和防防锈剂，制制造铅笔笔、墨汁汁、黑漆漆、油墨墨和人造造金

8、刚石石的原料料。石墨墨还具徐徐敷性和和可塑性性，将其其涂敷在在固体物物体表面面，可形形成薄膜膜牢固粘粘附而起起保护固固体作用用，并可可制成任任何复杂杂形状的的制品。1 石石墨矿资资源1.1 石墨墨矿原料料的特点点天然产出出的石墨墨很少是是纯净的的，常含含有100200的杂杂质，包包括SiiO2、A112O3、MggO、CCaO、PP2O5、CuuO、VV2O5、H2O、SS、FeeO以及及H、NN、COO2、CHH4、NHH3等。石石墨矿石石的自然然类型通通常按其其赋矿岩岩石的岩岩性划分分，中国国工业上上将石墨墨矿石主主要分为为晶质(鳞片状状)石墨墨矿石和和隐晶质质(土状状)石墨墨矿石两两种工

9、业业类型。晶晶质(鳞鳞片状)石墨矿矿石在区区域变质质矿床中中，主要要有片麻麻岩类、片片岩类以以及大理理(透辉辉)岩类类、变粒粒岩类、混混合岩类类等矿石石自然类类型；在在岩浆热热液矿床床中主要要发育花花岗岩类类及闪长长岩类、长长英岩类类等矿石石自然类类型。隐隐晶质(土状)石墨矿矿石在接接触变质质矿床中中主要发发育板岩岩类和干干枚岩类类矿石自自然类型型。隐晶晶质石墨墨矿石常常残留原原岩的层层现构造造，变质质不彻底底的部分分还可含含部分未未变质的的无烟煤煤，保留留煤岩结结构。有有的隐晶晶质石墨墨矿床的的矿石分分为软质质石墨与与硬质石石墨两种种，软质质石墨矿矿石变质质彻底，质质量好，硬硬质石墨墨一般为

10、为石墨与与无烟煤煤的过渡渡带，质质量次。以以上所述述各种类类型石墨墨矿石的的化学成成分含量量见表11。表1：中中国石墨墨矿石化化学成分分含量()中国石墨墨矿石绝绝大多数数为晶质质(鳞片片状)矿矿石，约约占总保保有石墨墨矿石储储量的998，分分布于区区域变质质型及岩岩浆热液液型石墨墨矿床中中；隐晶晶质(土土状)石石墨矿石石则主要要分布于于接触变变质型矿矿床中。实实际上石石墨矿石石中的石石墨片径径是参差差不齐的的，所谓谓晶质石石墨矿石石中，也也可能含含隐晶质质石墨，含含量较多多时通常常称为混混合型石石墨矿石石，隐晶晶质石墨墨矿石中中也可能能含少量量片径略略大于11m的鳞片片石墨。1.2 石墨墨矿床

11、虽然众多多国家都都已发现现石墨矿矿产，但但具有一一定规模模可供工工业利用用的矿床床并不多多，相对对集中分分布于少少数国家家中。晶晶质石墨墨矿主要要蕴藏在在中国、乌乌克兰、斯斯里兰卡卡、马达达加斯加加、巴西西等国，其其中马达达加斯加加盛产大大鳞片石石墨，斯斯里兰卡卡盛产高高品位的的致密块块状石墨墨；隐晶晶质石墨墨矿主要要分布于于印度、韩韩国、墨墨西哥和和奥地利利等国。多多数国家家只产一一种石墨墨，矿床床规模以以中、小小型居多多，只有有中国等等四五个个国家晶晶质和隐隐晶质石石墨都有有产出，大大型矿床床较多。据据不完全全统计，世世界石墨墨储量约约为155亿吨，其其中晶质质石墨约约5亿吨吨。由于于石墨

12、储储量有的的按矿物物量统计计，有的的按矿石石量统计计，统计计对象不不同和数数据来源源的不一一，各种种储量统统计数据据出入较较大，但但许多资资料都表表明中国国的石墨墨储量居居世界第第1位。表2：中中国的主主要石墨墨矿床类类型中国石墨墨矿资源源相当丰丰富。全全国200个省(区)有有石墨矿矿产出。探探明储量量的矿区区有911处，总总保有储储量矿物物1.773亿tt，居世世界第ll位。 中国石石墨矿床床类型有有区域变变质型(黑龙江江柳毛、内内蒙古黄黄土窃、山山东南墅墅、四川川攀枝花花扎壁石石墨矿等等)、接接触变质质型(如如湖南鲁鲁塘、广广东连平平石墨矿矿等)和和岩浆热热液型(新疆奇奇台苏古古泉矿等等)

13、3种种，以区区域变质质型为最最重要，不不仅矿床床规模大大、储量量多，而而且质量量好。表表2列出出了中国国的主要要石墨矿矿床类型型。从地地区分布布看，以以黑龙江江省为最最多，储储量占全全国的664.11，内内蒙古、四四川和山山东石墨墨矿也较较丰富。黑黑龙江柳柳毛、山山东南墅墅、内蒙蒙古兴和和三大(晶质)石墨生生产基地地,集中中了全国国晶质石石墨保有有储量的的90%以上。2 石石墨矿的的开发和和利用2.1 中国国石墨矿矿的开发发和利用用 中国发发现和利利用石墨墨的历史史悠久。古古籍中曾曾有不少少关于石石墨的记记载,如如水经经注载载“洛水侧侧有石墨墨山。山山石尽黑黑，可以以书疏，故故以石墨墨名山矣矣

14、。”从考古古挖掘出出来的甲甲骨、玉玉片、陶陶片发现现，早在在30000多年年前商代代就有用用石墨书书写的文文字，一一直延续续至东汉汉末年(公元2220年年)，石石墨作为为书墨才才放松烟烟制墨所所取代。清清朝道光光年间(公元11821118550年)，湖南南郴州农农民开采采石墨做做燃料，称称之为“油碳”。 20世世纪初期期，用石石墨制造造电池和和铅笔的的技术传传入中国国，当时时称为“电煤”和“笔铅”的石墨墨，开始始用于近近代工业业，推动动了中国国石墨采采掘业的的发展。兴兴和、南南江、磐磐石石墨墨矿于11916619928年年相继开开采，119322年湖南南桂阳发发现优质质石墨，十十余家笔笔铅公司

15、司参与开开采或收收购矿砂砂。19931年年9月后后磐石、柳柳毛、兴兴和矿和和19337年77月后南南墅、定定安等矿矿，曾遭遭受日本本侵略者者掠夺开开采，估估计掠走走石墨55万t以以上。当当时抗战战后方四四川南江江坪河地地区有99家矿山山和2家家公司采采掘石墨墨碾粉，年年产量2200tt，19947年年停产。抗抗日战争争胜利后后，解放放区人民民政府于于19448年接接管柳毛毛、磐石石、南墅墅矿井恢恢复生产产。中华人民民共和国国成立后后，随着着冶金、机机械、电电气等工工业发展展的需要要，石墨墨生产得得到蓬勃勃发展。11950019952年年国家投投资建设设南墅、柳柳毛、兴兴和、鲁鲁塘、南南江等矿矿

16、19558年新新办211个小矿矿，全国国产量115万tt，但出出现采握握失衡，产产品质量量下降的的情况。119788年中国国实行改改革、开开放方针针后，石石墨工业业出现新新的生机机。19995年年中国石石墨生产产出现高高峰，年年产量达达21663万万t，出出口量115.44万t。中国石墨墨矿业历历经800多年沧沧桑，自自中华人人民共和和国成立立后，虽虽然也有有几次曲曲折，但但总体发发展显著著，形成成以黑龙龙江柳毛毛、山东东南墅、内内蒙古兴兴和为重重点的晶晶质石墨墨生产基基地和以以湖南鲁鲁塘为中中心的隐隐晶质石石墨生产产基地,而且已已形成为为采矿、选选矿、加加工、质质量提纯纯和石墨墨制品一一系列

17、配配套的综综合性产产业。目目前年产产量约占占世界产产量的一一半，居居于首位位。产品品品种220多种种，产品品牌号2272种种，产品品质量、粒粒度分级级及粉碎碎加工方方法达世世界先进进水平。同同时，由由于不断断开拓深深加工产产品，产产品结构构也发生生较大的的改善，已已能生产产代表当当代国际际先进水水平的彩彩电管石石墨乳,GRTT节能减减磨添加加剂、可可膨胀石石墨、石石墨板材材、石墨墨密封件件和石墨墨耐火材材料等66大类近近10000种深深加工产产品。长长期以来来，石墨墨一直是是中国非非金属优优势矿产产之一，今今后仍将将继续稳稳步发展展。22 石墨选选矿加工工方法石墨的可可浮性好好，目前前多用浮浮

18、选法。常常用的浮浮选药剂剂捕收剂剂为煤油油、柴油油等，起起泡剂为为二号油油、四号号油等，调调整剂为为石灰，抑抑制剂为为水玻璃璃。浮选选常采用用FW、XXJK型型浮选机机。产品品脱水常常采用各各种离心心脱水机机或折带带式过滤滤机。产产品分级级多采用用高方筛筛，少数数采用平平而摇动动筛、旋旋回筛。晶质鳞片片石墨多多采用粗粗精矿再再磨再选选的浮选选流程，浮浮选工艺艺流程一一般为多多段磨矿矿、多段段选别、中中矿顺序序(或集集中)返返回的闭闭路流程程，以便便尽早选选出大鳞鳞片石墨墨。即先先进行粗粗磨、粗粗选，得得到以连连生体为为主的低低品位精精矿(品品位为44050)，然然后将低低品位精精矿再磨磨、再选

19、选得最终终精矿。因因此多段段流程有有三种形形式，即即精矿再再磨、中中矿再磨磨和尾矿矿再磨。再再磨次数数为37次，一一般34次。正正常情况况下选矿矿作业回回收率一一般在88589之间。有有些矿山山也曾尝尝试中矿矿再磨流流程，但但效果不不明显。个个别小厂厂也有采采用开路路或半开开路浮选选流程，因因丢弃尾尾矿点过过多，选选矿回收收率很低低，一般般只有44050。为抑抑制黄铁铁矿、云云母等共共生。可可加石灰灰、糊精精、碳酸酸钠、水水玻璃等等药剂。隐晶质石石墨晶体体极小，故故也叫微微晶石墨墨，石墨墨颗粒常常常嵌布布在粘土土中，分分离很困困难。由由于原矿矿品位高高(一般般含碳66080)，因因此许多多石墨

20、矿矿山将采采出的矿矿石直接接进行粉粉碎加工工，出售售石墨粉粉产品。在在中国，通通常都是是将开采采出来的的石墨矿矿石经过过简单的的手选后后，直接接粉碎成成产品出出售，流流程隐晶晶质石墨墨选矿加加工流程程一般为为：原矿粗粗碎中碎烘干磨矿分级包装湖南鲁塘塘石墨矿矿50年年代建立立浮选厂厂浮选微微晶石墨墨，但因因成本太太高而停停产。目目前一些些单位仍仍在进行行微晶石石墨浮选选新工艺艺(如油油团聚浮浮选等)的研究究。除浮选外外，还可可采用静静电选矿矿法。日日本普建建市了一一个电选选实验厂厂，但处处理能力力较小。由由于电选选给矿需需要干燥燥和精密密分级，在在潮湿环环境中对对高压电电源难于于管理，微微细粒部

21、部分难于于处理等等原因，没没有实际际生产。最最近报导导，电选选处理中中碳石墨墨效果很很好，精精矿品位位可达996左左右。鳞鳞片石墨墨也可用用风选处处理，但但回收率率不高。在在严重缺缺水地区区可用风风选使石石墨初步步富集，然然后将粗粗精矿送送到水源源丰富的的地区精精选，像像新疆哈哈密石墨墨矿就适适合用风风选浮选联联合流程程。221 浮选简简介浮选主要要指泡沫沫浮选，是是按矿物物表面物物理化学学性质的的差异来来分离各各种细粒粒的方法法。浮选选过程是是在气、液液、固三三相体系系中完成成的复杂杂的物理理化学过过程。其其实是疏疏水的有有用矿物物粘附在在气泡上上，亲水水的脉石石矿物留留在水中中，从而而实现

22、，从从而实现现彼此分分离。浮选作为为一种工工业规模模的选矿矿方法出出现，在在国外大大约是在在19世世纪末叶叶。浮选选是根据据各种矿矿物亲油油性及亲亲水性的的不同，加加大量油油类与矿矿浆搅拌拌，疏水水性矿物物不易被被水润湿湿依靠表表面张力力面漂浮浮水面上上，聚集集成薄层层，成为为精矿；易被水水润湿的的亲水性性脉石流流入水中中作为废废弃尾矿矿排出。浮浮选工艺艺如图11所示： 图1：浮浮选工艺艺流程图图222选矿矿实例 （1）柳柳毛石墨墨矿柳毛石墨墨矿位于于黑龙江江省鸡西西市附近近，是我我国细鳞鳞片石墨墨的重要要产地，年年产石墨墨200000tt, 石石墨为中中、细鳞鳞片状。鳞鳞片直径径l11.5m

23、mm，最最大达77mm。矿矿床由石石英岩组组成，主主要矿物物有石墨墨、石英英、斜长长石，少少量的石石榴子石石、透辉辉石、正正长石、白白云母、绿绿泥石、褐褐铁矿、黄黄铁矿等等。该矿矿床的特特点是石石墨鳞片片小、品品位高，一一般品位位为l00200，原原矿经两两段开路路破碎，最最终破碎碎产品粒粒度为113mmm。根据据多年生生产经验验，该矿矿采用44次再磨磨，6次次精选的的流程，最最终产品品品位为为8990。粗磨磨用直径径210009000mm锥锥形球磨磨机，该该机与11600060000mmm耙式分分级机构构成闭路路。磨矿矿细度为为l000目占660770。磨磨矿和浮浮选流程程见图22，主要要的

24、石墨墨选矿设设备见表表3，药药剂制度度见表44。图2：柳柳毛石墨墨矿选矿矿流程图图表3：主主要的石石墨选矿矿设备一一览序号设备名称称型号规格格台数用途1颚式破碎碎机3003800，t/h1粗碎2颚式破碎碎机3802800，t/h1粗碎3锤式破碎碎机8006000，t/h2中碎4锥形球磨磨机210009000，233.5rr/miin1粗磨5耙式分级级机1400060000，116.55r/mmin16搅拌槽2100822000，2220rr/miin17浮选机FW-224型，XXJK-2.88378球磨机1000035000，333.55r/mmin，装装钢段33.5tt1再磨9球磨机9002

25、2000，338r/minn，装钢钢段2.2t2再磨10球磨机90030000，440r/minn，装钢钢段3.0t1再磨11真空过滤滤机10m22112烘干炕40000180000mmm113分级筛250005000mm2表4：药药剂制度度药剂名称称用量（gg/t）加药地点点煤油75012000搅拌槽，粗粗选第55槽，扫扫选二号油70118000搅拌槽，粗粗选第55槽，扫扫选（2）山山东南墅墅石墨矿矿山东南墅墅石墨矿矿是我国国重要的的石墨产产地之一一，年产产中碳石石墨2000000t，高高碳石墨墨70000t 矿石品品位(固固定碳含含量)为为4左左右，和和柳毛石石墨矿相相类似，该该矿采用用4

26、次再再磨、66次精选选的流程程，选别别流程见见图3，药药剂制度度见表55。图3：山山东南墅墅石墨矿矿选矿流流程图为提高磨磨矿效果果，再磨磨机给矿矿全部用用旋流器器浓缩，第第4次再再磨用碾碾磨机，最最终精矿矿品位为为89。表5：药药剂制度度药剂名称称用量（gg/t）加药地点点煤油2002500搅拌槽2号油2003000搅拌槽石灰1000015500球磨机3 石石墨的粉粉碎加工工晶质、非非晶质石石墨矿石石粗碎多多采用领领式破碎碎机，中中、细碎碎多采用用圆锥破破碎机或或锤式破破碎机，磨磨矿采用用球磨机机、研磨磨机或振振动磨石石墨超细细粉碎采采用雷蒙蒙磨、高高速冲击击式粉碎碎机和气气流粉碎碎机。各各工

27、业部部门对石石墨产品品粒度要要求各不不相同，如如石墨坩坩埚需要要0.33mm以以上的鳞鳞片石墨墨，电碳碳石墨制制品石墨墨粒度必必须小于于0.0074mmm，胶胶体石墨墨粒度小小于5m，显像像管涂层层石墨粒粒度小于于0.55m等。因因此石墨墨除需浮浮选提纯纯外还要要进行粉粉碎加工工。下面面着重介介绍国内内采用的的粉碎设设备。3.1雷雷蒙磨雷蒙磨(Rayymonnd mmilll),又又叫悬辊辊式盘磨磨机，用用于圆盘盘不动型型盘磨机机。其结结构如图图4所示示，辊子子(2)的轴安安装于梅梅花架(1)上上，梅花花架由传传动装置置带动而而快速旋旋转。磨磨环(33)是固固定不动动的，物物料由机机体侧部部通

28、过给给料机和和榴槽给给入饥内内，在辊辊子(22)和磨磨环之间间受到磨磨碎作用用。气流流从磨环环下部以以切线方方向吹入入、经过过辊子同同圆盘之之间的磨磨碎区，夹夹带粉尘尘排入盘盘磨机上上部的风风力分级级机(选选粉机)。梅花花架上悬悬有35个辊辊子，绕绕机体中中心轴线线公转。由由于公转转产生的的离心力力，辊子子向外张张开，压压紧磨环环并在其其上面滚滚动。给给入磨机机内的物物料由铲铲力(44)铲起起并送入入辊子与与磨环之之间进行行磨碎。铲铲刀与梅梅花架连连在一起起，铲刀刀是倾斜斜安装的的，每个个辊子前前面有一一把铲刀刀，使物物料形成成一股物物料流连连续送至至辊子与与磨环之之间。图4：雷雷蒙磨(悬辊式

29、式盘磨机机)1梅花花架；22辊子子；3磨环；4铲铲刀；55给料料部；66返回回风箱；7排排料部风力分级级机是单单排或双双排叶轮轮式分级级机，由由一台单单独的电电动机驱驱动。为为了提高高分级效效率并在在较广泛泛范围内内调行分分级粒度度。可选选用双排排叶轮式式分级机机。叶轮轮的转速速越高，分分级粒度度越细。叶叶轮由转转盘及若若干个径径向叶片片构成，使使上升气气流产生生旋转运运动。旋旋转气流流产生的的离心力力，使粗粗粒向外外层聚集集，最终终脱离气气流而落落至磨碎碎区再度度磨碎；而细粒粒级(合合格产品品)随气气流向上上排入旋旋风集料料器，从从集料器器下部排排出，净净化的气气流从上部入入鼓风机机并返问问

30、盘磨机机的返回回风箱(6)。整整个系统统在负压压下工作作，多余余的气流流经过另另一台旋旋风集尘尘器再度度清理后后，排入入大气。由由于雷蒙蒙磨所设设的空气气离心式式分级机机对于比比重、硬硬度不同同的矿粒粒具有一一定的分分选作用用，即经经过雷集集磨细磨磨后的细细粒产品品的纯度度较原矿矿有一定定程度的的提高，这这对石墨墨的细磨磨有重要要意义。此此外，如如送入热热风，雷雷蒙磨还还可作为为磨细与与干燥联联合使用用，给料料水分可可达100122，而而产品的的水分接接近于零零。细磨磨与干燥燥联合工工艺系统统除了磨磨机、风风力分级级机、旋旋风集料料器、作作为第二二段集尘尘的布袋袋集尘器器、热风风鼓风机机等以外

31、外，还包包括以煤煤气等为为燃料的的烟气加加热设备备和温度度控制装装置。即即使给料料的水分分有波动动，后者者也能保保证温度度恒定。3.2 高速速粉碎机机高速粉碎碎机,亦亦称高速速磨。我我国主要要用来粉粉碎石墨墨，故又又称高速速石墨粉粉碎机。其其构造如如图5所所示。主主要由转转子1、机机壳2和和机座33组成。转转子由主主轴4、方方刀转盘盘5、风风扇转盘盘7、三三角皮带带8、球球轴承99和轴承承座100构成。方方刀转盘盘和斜角角刀转盘盘分别由由8块方方刀和112块斜斜角刀组组成。该该设备主主机可划划分3个个工作区区：粉碎碎区、过过渡区、分分离区。工工作原理理如下：石墨由由经给料料口111进入出出方刀

32、转转盘和装装有牙形形衬板机机壳构成成的粉碎碎区；物物料粉碎碎后进入入由斜角角刀转盘盘和锥形形机壳构构成的过过渡区；在此受受到再次次粉碎；最后进进入由风风扇转盘盘和机完完扩大部部分构成成的分离离区。借借助于风风扇产生生的上升升气流物料从从排料口口12排排出。图5：高高速粉碎碎机构造造图1机壳壳；2机壳；3机机座；44主轴轴；5方刀转转盘；66斜角角刀转盘盘；7风扇转转盘；8三角角皮带；9单单列向心心球轴承承；100轴承承座；111进进料口；12排料口口；133牙形形衬板高速粉碎碎机的工工艺系统统如图66所示。物物料从排排料口排排出进入入微细分分离器分分级，粗粗粒返回回给料口口再粉碎碎，细粉粉随上

33、升升气流进进入旋风风集料器器收集产产品，含含尘气体体部分返返回粉碎碎机，部部分进入入布袋除除尘器。图6：高高速粉碎碎机工艺艺系统图图1高速速石墨粉粉碎机；2微微细分离离器；33旋风风集料器器；4脉冲除除尘器；5离离心风机机高速粉碎碎机的破破碎产品品外观灰灰暗天光光泽，雷雷蒙磨的的产品光光泽较好好，但物物理化学学性质没没有明显显差别，对对使用没没有影响响。3.3石石墨的超超细粉碎碎石墨的超超细粉碎碎可以使使用气流流粉碎机机，气流流粉碎机机是利用用压缩空空气或过过热蒸气气的能量量使固体体颗粒在在粉粹室室内互相相碰撞、摩摩擦、剪剪切而使使物料粉粉碎的一一种设备备。和其其他粉碎碎机比较较，该机机有以下

34、下优点：(1)由由于气流流粉碎过过程具有有分级作作用，故故产品检检度细而而均匀，其其细度可可达23m，这是是一般干干式粉碎碎机械难难于达到到的。(2)产产品机械械夹杂少少，故产产晶质量量稳定。这这是因为为气流粉粉碎机是是靠物料料互相碰碰击而粉粉碎的，所所以粉碎碎室本身身不易磨磨损。(3)结结构简单单、主机机无转动动部件，体体积小、加加工方便便、易于于维修。此机可以以粉碎多多种物料料，如石石墨、塑塑科、树树脂，以以及热敏敏、易燃燃、易爆爆等物品品。采用用压缩空空气或过过热蒸气气作动力力，可以以实现粉粉碎和干干燥两道道工序同同时进行行。根据据气流粉粉碎机结结构的不不同，石石墨的超超细粉碎碎可采用用

35、循环式式、扁平平式和高高速冲击击式气流流粉碎机机等设备备。国内内试验对对比表明明，粉碎碎鳞片石石墨时。循循环式比比扁平式式的粉碎碎效率更更高，产产品粒度度更细。若若使用过过热蒸汽汽作喷气气流，循循环式的的成本要要比机械械冲击式式高速粉粉碎机低低50。循环式气气流粉碎碎机由给给料、粉粉碎和循循环分离离等3部部分组成成，其构构造见图图7。工工作原理理如下：压缩空空气经进进料嘴将将给料斗斗内物料料吹入粉粉碎区，物物料在高高速气流流冲击下下互相碰碰击、摩摩擦、剪剪切而被被粉碎，另另一路高高压气流流以亚音音速的速速度进入入粉碎区区，切向向分速使使气流带带着物料料在循环环管内高高速循环环流动。含含物料的的

36、气体经经循环后后进人分分离区，在在离心力力的作用用下按粒粒度分层层。粗粒粒靠近管管道外侧侧，最细细的部分分靠近内内侧，当当达到排排料口时时，由于于气流突突然改变变方向，合合格产品品通过百百叶窗式式惯性分分离器从从排料口口排出，粗粗粒再次次下降循循环，重重新送人人粉碎区区进行粉粉碎，增增大喷嘴嘴直径、提提高进气气压力和和加大两两束气流流的对冲冲角，可可提高粉粉碎效率率。图7：循循环式气气流粉碎碎机构造造图1给料料斗；22给料料喷嘴；3文文丘里管管； 44三通通管；55风包包； 66喷嘴嘴（共110个）；7下弯弯管；88变径径直观；9上上弯管；10叶片出出料口； 111排料料管4石墨的的深加工工和

37、产品品的应用用深加工是是相对初初加工的的加工处处理程度度而言的的，它是是指将经经过开采采的矿物物，根据据用户或或制品的的物理性性能及界界面特性性的要求求，选粗粗加工后后的原料料矿物再再深一步步进行的的精细加加工。一一般来说说，经过过深加工工的矿物物产品已已不再是是一种原原料，而而是具有有某些优优异性能能、可供供直接利利用的材材料。在在某些条条件下，初初加工产产品与深深加工产产品、或或深加工工产品与与制品并并无严格格界限。例例如，高高碳石墨墨可看作作是化学学选矿的的精矿，亦亦可看作作是常规规选矿的的精矿精精矿经化化学提纯纯的深加加工产品品；而柔柔性石墨墨既可看看作是高高碳石墨墨的深加加工产品品，

38、又可可看作是是一种新新型密封封材料制制品。天天然鳞片片石墨经经过深加加工，生生产出的的镁碳砖砖、石墨墨乳、石石墨润滑滑剂、石石墨密封封材料、石石墨乳润润滑剂、炭炭素制品品及复合合材料等等各种石石墨制品品等高新新技术产产品，是是众多工工业部门门的重要要材料。现现代工业业对石墨墨产品要要求向两两方而发发展；一一是要求求晶体大大鳞片达达到高纯纯，二是是要求石石墨产品品颗粒达达到超微微细(如如小于11m或0.55m)。目前前，中国国在南墅墅、北墅墅、柳毛毛、兴和和等石墨墨选厂都都建立了了石墨提提纯和微微细粉加加工生产产线。4.1石石墨的提提纯随着科学学和技术术的发展展，人们们对石墨墨产品的的纯度要要求

39、越来来越高浮选精精矿品位位只能达达到966左右右，欲获获得高纯纯度精粉粉，必须须进行提提纯。石石墨提纯纯的方法法很多，有有碱法、酸酸法、高高温热解解法等几几种。目目前国内内应用最最多的是是氢氧化化钠法，高高纯石墨墨微粉的的生产线线流程如如图8所所示，此此法是将将苛性钠钠和鳞片片石墨以以一定的的比例混混合，然然后加热热到5000以上熔融融后，石石墨中的的硅酸盐盐矿物与与NaOOH反应应生成可可溶性硅硅酸盐。然然后用水水洗涤至至中性，加加盐酸除除去OHH和H2SiOO3，再加加水洗涤涤到中性性，经过过脱水，烘烘干，即即可将普普通鳞片片石墨提提纯到品品位97799%以上。图8：高高纯石墨墨微粉的的生

40、产线线流程石墨的高高温提纯纯又叫热热力精炼炼法，其其基本原原理是利利用石墨墨能耐高高温的性性质、把把石墨置置于特别别的电炉炉中隔绝绝空气加加热到225000时,石石墨中的的灰分杂杂质被蒸蒸发出去去，而石石墨则再再结晶，从从而使石石墨的纯纯度大大大提高。石石墨的高高温提纯纯是在特特别的纯纯化炉中中进行的的。这种种炉用耐耐火砖砌砌成，两两端插入入石墨电电极。通通入455700V低压压交流电电。电流流大小随随炉子的的规格尺尺寸而定定，一般般都在440000A以上上,由单单相电炉炉变压器器供给，炉炉内温度度开始时时直线上上升，达达到25500时保持持72小小时。石石墨在纯纯化过程程中需要要严格保保温、

41、绝绝缘并与与空气隔隔绝，多多用粒度度小于2200目目的炭黑黑作为保保温绝热热材料，也也有用石石英和煤煤炭混合合物(粒粒度510mmm)作作为覆盖盖层。这这种高温温提纯能能将石墨墨提纯到到99.9。如如果在纯纯化炉内内通人氯氯气和氟氟气，最最后通人人氮气,可使杂杂质更容容易挥发发、可将将石墨纯纯度提高高到999.999999.9999，而而且可使使纯化时时间适当当缩短。4.2 石墨墨的改性性处理石墨酸是是鳞片石石墨经过过化学处处理后的的一种石石墨氧化化物，团团呈酸性性反应，故故称石墨墨酸。有有人称其其为酸化化石墨、可可膨胀石石墨、柔柔性石墨墨等。这这是鳞片片石墨在在强氧化化剂作用用下，石石墨晶格

42、格受到氧氧化，生生成层间间化合物物。石墨墨酸的外外观形态态几乎和和鳞片石石墨一样样，一般般情况下下不易分分辨。除除其保持持天然石石墨的某某些特性性外，不不同的地地方是亲亲水性强强、热稳稳定性差差，在温温度15502200时体积积膨胀，当当温度为为800010000时，在在瞬间体体积可大大大膨胀胀，膨胀胀倍数最最大为5500mm1/gg。石墨墨酸膨胀胀后生成成一种蠕蠕虫状石石墨，此此时石墨墨酸的晶晶体被破破坏，失失去原有有的光泽泽性，但但仍保持持天然石石墨的性性质，并并具有良良好的可可塑性及及理想的的柔韧、延延展性，可可以加工工成型制制成各种种石墨制制品。高高纯膨胀胀石墨在在不加任任何粘结结剂的

43、情情况下，经经不同压压缩比的的机械加加工可辗辗成薄片片或模压压成型，是是生产石石墨垫圈圈、石墨墨纤维板板及多性性能石墨墨制品的的原料。这这类制品品90%用作高高级密封封材料，除除具有天天然石墨墨的优良良特性外外，还有有回弹性性，可在在-2000220000温度范范围内使使用，而而且耐高高温、而而高压、耐耐腐蚀，国国外称为为密封材材料之王王。4.3 各种种石墨深深加工产产品的用用途石墨经过过特殊加加工以后后，可以以制作各各种特殊殊材料用用于有关关工业部部门。随随着现代代科学技技术和工工业的发发展，石石墨的应应用领域域还在不不断拓宽宽，已成成为高科科技领域域中新型型复合材材料的重重要原料料，在国国

44、民经济济中具有有重要的的作用。下下面介绍绍一些常常见的石石墨深加加工的产产品:(1)高高纯石墨墨：广泛泛用于核核反应堆堆屏蔽及及反射材材料、固固体燃料料、火箭箭喷嘴、宇宇航设备备零件、高高级耐火火材料与与涂料、轻轻工业的的铅笔芯芯、电气气工业的的碳刷、电电池工业业的电极极、化肥肥工业催催化剂等等。(2)石石墨乳：分为显显像管石石墨乳、锻锻造石墨墨乳、拉拉丝石墨墨乳、节节能减磨磨添加剂剂等，分分别用于于彩色显显像管备备部位的的导电涂涂料、金金属锻造造和热挤挤压模具具的润滑滑剂、金金属冷铸铸涂型剂剂、玻璃璃制瓶脱脱模剂、金金属拉丝丝润滑剂剂、润滑滑油减磨磨剂等。如显像管管石墨乳乳具有良良好的附附着

45、性、造造孔性、耐耐湿性、防防腐性、电电性能、理理化性能能稳定等等涂敷性性能。广广泛适用用于日立立、东芝芝、松下下、GEE、飞利利浦等彩彩管技术术，黑白白管技术术的专用用显象管管涂敷材材料。锻锻造石墨墨乳具有有理想的的高温润润滑性、附附着性、脱脱模容易易、化学学性质稳稳定、无无腐 蚀蚀、无毒毒害、提提高成型型质量、明明显延长长模具寿寿命等特特点。是是黑色、有有色金属属热加工工中理想想的高温温脱膜润润滑剂，在在锻造、金金属模压压加工等等行业广广泛应用用。节能能减磨添添加剂具具有极强强的减小小磨擦和和抗磨损损性、重重载极压压性、改改善润滑滑油热氧氧化稳定定性、无无氧化腐腐蚀和化化学磨损损、节能能高效

46、、良良好配伍伍性、延延续润滑滑性。改改善运行行工况、降降低噪音音、消除除黑烟、减减少尾气气中有害害物含量量。 (3)可可膨胀石石墨和柔柔性石墨墨制品:用于生生产钢锭锭浇铸发发热剂、生生产密封封填料和和密封垫垫片等，如如柔性石石墨纸、石石墨板、石石墨填料料环、石石墨盘根根高强复复合板材材等。(4)炭炭素石墨墨制品:主要用用于耐热热耐火材材料、绝绝热材料料、导电电和电阻阻材料、润润滑和减减磨材料料、耐腐腐蚀材料料、器皿皿及模具具等。如如石墨电电极、石石墨模具具、电弧弧碳棒、光光谱分析析电极棒棒、石墨墨阳极板板、电炭炭刷、石石墨管、石石墨轴承承等。 (5)石石墨坩埚埚:用于于各种金金属的熔熔炼。5.

47、前景景展望由于石墨墨具有许许多优异异性能，加加之其使使用范围围极广，因因此，可可以预见见，石墨墨将得到到更多领领域的重重视和应应用。随随着科学学技术的的进步，特特别是高高科技的的开发，使使石墨材材料在高高速、耐耐磨、防防腐、节节能、超超小型等等高科技技应用领领域中又又迈入了了一个崭崭新的领领域，如如石墨节节能添加加剂、石石墨高导导涂料、石石墨印刷刷电路、导导电橡胶胶等。当当今世界界上已开开发出电电子管、通通信管、液液晶管、摄摄像管和和计时管管等专用用石墨乳乳,并渗渗透到各各工业应应用领域域。由于于国外对对密封材材料的无无石棉要要求，柔柔性石墨墨密封材材料除了了用作一一般动、静静密封材材料外，还还广泛用用在自动动化、宇宇航、热热辐射防防护、原原子能工工业以及及火箭发发动机的的喷嘴上上等。石石墨正在在众多领领域里逐逐步取代代某些金金属材料料和有