隐晶质石墨矿选矿方法及工艺技术

隐晶质石墨（又称无定形石墨）是一种晶粒微小（通常小于1 μm）、表面呈土状的天然石墨资源，其品位一般为60%~85%。随着晶质石墨资源的逐渐枯竭，隐晶质石墨因其储量丰富且可作为制备石墨烯的重要原料，已成为战略性矿产开发的重点。然而，隐晶质石墨中常伴生石英、高岭石、伊利石等杂质矿物，需通过选矿提纯才能满足工业应用需求。

一、物理选矿法

1. 选择性絮凝法

该方法通过向悬浮液中添加高分子絮凝剂，选择性吸附目标矿物并形成絮凝沉淀，实现杂质分离。例如，徐鹏等以硅酸钠为分散剂、聚丙烯酰胺为絮凝剂，对吉林春石隐晶质石墨进行提纯试验，固定碳回收率达40%。该法工艺简单、成本低，但悬浮液稳定性差，提纯效率有限，适合预处理阶段。

2. 浮选法

浮选法是隐晶质石墨提纯的核心工艺，利用石墨的天然疏水性进行富集。其关键参数包括：

· 捕收剂：煤油为常用捕收剂，但任瑞晨等发现A3油（烃类油与表面活性剂混合物）对隐晶质石墨更具特效性；

· 起泡剂：甲基异丁基甲醇（MBC）的气泡稳定性优于传统2#油；

· 抑制剂：六偏磷酸钠分散效果优于水玻璃；

· 工艺条件：原矿细磨至<0.074 mm占95.68%、磨矿时间17分钟时，精矿品位显著提升。

浮选法适应性广，但需根据矿石特性优化药剂组合，且对微细粒石墨回收率较低。

3. 高温煅烧法

利用石墨耐高温（升华点4500℃）特性，在2700℃以上使杂质气化脱除，可获纯度>99.99%的高纯石墨。该法适用于半导体等高精领域，但能耗高、设备要求苛刻，应用范围受限。

二、化学选矿法

1. 氯化焙烧法

将石墨粉与还原剂混合，在1200℃下通入氯气，使杂质生成氯化物挥发。李维业等对四川河口石墨矿的试验表明，该法回收率高、成本较低，但尾气处理困难，易造成设备腐蚀和环境污染。

2. 酸浸法

通过酸液溶解杂质矿物，常用氢氟酸（HF）或混合酸。例如，胡鸿雁等采用3 mol/L氢氟酸酸洗，可有效去除硅酸盐；但HF毒性强，需严格防护。为提升效率，常联合碱处理（如NaOH熔融），形成酸碱联合工艺。

3. 酸碱法（高温熔融法）

将石墨与NaOH高温焙烧（450~900℃），生成可溶性硅酸钠，再经酸洗除杂。张跃峰等研究表明，NaOH与石墨质量比0.35时提纯效果最佳，但过量NaOH会生成难溶铝硅酸盐，反而降低效率。该法工艺成熟，但流程复杂、废水污染严重。

三、物理-化学联合法

为克服单一方法的局限性，常将物理与化学工艺结合。例如，先通过浮选初步富集，再采用酸碱法深度提纯。联合法可降低能耗与污染，但需优化流程匹配，避免二次杂质引入。

隐晶质石墨的选矿提纯技术在不断发展与完善，每种方法都有其独特的优势与局限。在实际应用中，应综合考虑矿石性质、提纯要求、成本效益以及环保等多方面因素，合理选择或组合选矿方法。

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