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簡介:石墨礦基礎選礦知識

2018-03-13 15:51 [選礦] 來源于:天道研究院
導讀:簡介:石墨礦基礎選礦知識...

   簡介:石墨礦基礎選礦知識

  石墨是元素碳(C)結晶的礦物之一,六方晶體的片狀晶體,結晶格架呈六方層狀,平行于(0001)解理極完全。鉛灰色,不透明,金屬光澤,硬度具異向性,垂直解理面方向為3—5,平行解理面方向為1—2,比重為2.2—2.37,容重1.5—1.8。


  石墨是一種特殊的非金屬材料,兼有金屬的優良性能,石墨可供利用的性能有:涂敷性、潤滑性、耐高溫、耐腐蝕、可塑性、導熱、導電性、化學穩定性及在高溫情況下所具有的特殊的抗熱性質。

  石墨的熔點為3850±50℃。經超高溫電弧的灼燒,在若干種耐高溫的材料中,按灼燒后的重量損失計,以石墨為最小。它的熱膨脹系數很小,不但耐高溫,而且耐低溫,在高溫時,它不是趨于軟化,反而是強度增高。

  一、石墨的用途

  鑄造:用石墨做鑄件模子的涂料。它利用石墨的涂敷性、耐火性、潤滑性和化學穩定性。鑄造用石墨約占石墨總用量和三分之一。

  冶金工業:用石墨制作坩堝和高溫電爐中的石墨磚,用以熔煉有色金屬、合金等貴金屬材料。坩堝用石墨也大約相當于總用量的三分之一。目前我國在鋼鐵工業中用作(冶金)保護渣。

  機械工業:石墨常用作船軸、火車頭和車箱輪軸的潤滑劑。用石墨制成的固體潤滑劑可用于各種機械的潤滑,用石墨作成乳化劑可用于模鍛、錘鍛脫模潤滑劑。
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  紡織和食品工業:利用石墨制作固體潤滑劑,將石墨與金屬一起制作無油潤滑軸承。

  電氣工業:用于電極石墨可生產小電極、碳管、電弧、碳棒、焊接碳、水銀整流器的正極、電話零件、拉鎢鉬絲潤滑劑及高電阻物等。

  化學工業:由于石墨具有異常的化學穩定性,用其制作石墨管道可以保證化學反應的正常進行,并能滿足制造高純度化學物品的需要。用石墨制成的石墨粉劑可作化學催化劑用于化學肥料制造。用石墨纖維和塑料制成的器皿和設備,可以耐各種腐蝕性的氣體和液體。石墨還可以作橡膠、塑料的填充劑。

  輕工業:用石墨作玻璃及造紙業的磨光劑和防銹劑、作黑色油漆的原料和油墨的填料。

  原子能的國防工業:用高純度高密度的石墨作原子能反應堆中的子減速劑、防原子輻射的外殼、火箭發動機尾噴管喉襯、人造衛星上用的無線電連接信號和導電結構材料等。石墨在火藥、潛艇、飛機制造等方面也有應用。

  此外,制造鉛筆需用石墨;涂在煙囪內可作防腐劑;人工合成金剛石需以石墨胙原料。

  過去,在工業上很小利用的低碳石墨,現在在不斷擴大其利用范圍,如用低碳石墨作燃料可用于小型烘爐、工業鍋爐、燒磚、民用蜂窩煤等方面。

  二、石墨礦石成分及礦石類型

  石墨的成分是碳(C),但礦石中常有石英、黃鐵礦、磁黃鐵礦、碳酸鹽等雜質,有時也含有水、瀝青、二氧化碳等。

  根據石墨的結晶形態,一般將石墨礦石分為兩類:

  1、晶質(或鱗片)石墨:晶體直徑大于1微米的鱗片狀和塊狀(或稱致密結晶狀)石墨。礦石品位一般較貧,工業上經選礦才能使用。但它的質量好,用途廣。

  2、隱晶質(或無定形、土狀)石墨:晶體直徑小于1微米,在顯微鏡下也難看到其晶形的致密石墨集合體。因礦石可選性差,故工業上對原礦品位要求較高,以便直接磨成粉使用。它的工業性能比晶質石墨差。

  根據石墨含碳量、粒度和雜質含量的不同,在商業上又分成高純、高碳、中碳、低碳等石墨。

  三、石墨一般工業要求

  (一)晶質(鱗片狀)石墨礦

  1、風化礦石

  邊界品位:固定碳2—3%,最低工業品位:固定碳2.5—3.5%

  可采厚度:≥2—4米,夾石剔除厚度:≥1—4米,

  剝采比:不大于3—4∶1

  2、原生礦石

  邊界品位:固定碳2.5—3.5%,最低工業品位:固定碳3—8%

  可采厚度:≥2—4米,夾石剔除厚度:≥1—4米

  剝采比:不大于3—4∶1

  注:由于晶質(鱗片狀)石墨的片度不同,其工業用途及經濟價值相差很大,提供礦山建設設計依據的具體礦區的工業指標,應根據正目(+100目)石墨含量的高低來制定邊界品位和工業品位。當正目石墨含量較高時,品位要求可降低;反之,則要提高。一般正目石墨的含量要求掌握在40—60%左右。(正目是指礦石、經選礦所得的精礦經篩析后+100目石墨,在精礦中所占的百分比)。具體礦區還應通過技術經濟評價來確定工業要求。

  (二)隱晶質(土狀)石墨礦

  邊界品位:固定碳≥55%,最低工業品位:固定碳≥65%

  可采厚度:≥0.7—1.4米,夾石剔除厚度:≥1—3米

  注:①以上工業指標是根據現在生產礦山(晶質石墨為露天開采,隱晶質石墨為坑道開采)總結提出的,若采用的開采方法不同,其指標應根據礦區情況來制訂。

  ②隱晶質石墨品級:一級品含固定碳≥80%;二級品含固定碳≥65%

  ③石墨中含硫、鐵量高時會降低耐火度與化學穩定性,應查定。

  ④對新的晶質石墨礦進行普查評價時,要求進行實驗室選礦試驗,以確定精礦含固定碳是否達到85%以上,還要求進行片度測定以確定該礦床進一步工作的價值;

  ⑤礦石的硬度不同將直接影響到選礦生產流程、生產成本、產品和經濟價值。勘探時應劃分風化礦石和原生礦石并分別評價;

  ⑥隱晶質石墨,在有些國家,如捷克某礦床,原礦品位僅達32—35%也開采(但需選礦,浮選后精礦品位可達72%,回收率67%)。蘇聯某礦品位僅25%就開采使用,因為該礦床中伴有多量的耐火粘土可用于鑄造工業。

  四、礦床實例

  (一)膠東地區石墨礦

  ①大鱗片:礦石中石墨片徑1.0—2.0毫米,精礦中>100目的石墨片占30%以上;

  ②中鱗片:礦石中石墨片徑0.5—1.0毫米,精礦中>100目的石墨片占10—30%以上;

  ③小鱗片:礦石中石墨片徑<0.5毫米,精礦中>100目的石墨片占10%以下;

  ④大型礦山,機械化程度較高,在對口勘探的前題下可采厚度及夾石剔除厚度可為2—4米,如南墅礦。若屬小型礦山,只能供鄉鎮企業開采時,則可采厚度與夾石剔除厚度應為1—2米。無論大小型礦床在普查評價階段可按1—2米考慮。

  (二)黑龍江雞西柳毛石墨礦

  邊界品位:固定碳3%,最低工業品位:固定碳5%(I級品≥10%,II級品≥5%)

  可采厚度:≥2米,夾石剔除厚度:≥2米

  (三)湖南魯塘隱晶質石墨礦

  邊界品位:固定碳≥65%,工業品位:固定碳≥70%

  最低可采厚度:0.5米,夾石剔除厚度:礦層厚度的15%

  五、綜合評價

  產于煤系中的隱晶質石墨礦床可能伴生有瓷土礦和稀散元素鍺,區域變質型晶質石礦床中常伴生有鈾、釩、鈦、金、銀、黃鐵礦、稀土元素、磷灰石、高鋁礦物原料等,應注意綜合評價、綜合回收利用。

(編輯:wlgc0812)

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