中国粉体网讯 石墨的纯度决定着石墨制品的性能和应用，我国石墨中固定碳的含量较低，而高新产业要求石墨中固定碳的含量在99%以上，因此，对石墨的提纯要求越来越高。目前，石墨提纯的主要方法就是浮选法。
天然石墨按照晶粒尺寸可分为鳞片石墨和微晶石墨（也称隐晶质石墨或土状石墨）2 种，微晶石墨的晶体粒径小于1μm，晶体粒径大于1μm的鳞片石墨又可划分为大鳞片石墨（晶体粒径＞150μm）、细鳞片石墨（晶体粒径＜150μm），不同晶体粒径石墨的浮选工艺有所差异。
大鳞片石墨的浮选工艺
选矿以保护大鳞片为主，精矿品位控制在87%左右甚至更高，以利于提高大鳞片产率，最终精矿+80目含量在40%～60%。大鳞片石墨的可选性好，一般选别流程较短，多采用阶段磨浮流程。通过多段磨矿尽可能快速地剥离掉鳞片间脉石矿物，减少杂质对鳞片的破坏；再通过多次精选，尽快地将已解离的脉石杂质去除，最终获得高品位、大鳞片石墨精矿。
何富超等以莫桑比克东部地区某石墨矿为研究对象进行选矿试验研究。浮选工艺流程如图1所示，最终精矿固定碳含量为96.13%、回收率为97.54%。
图1 莫桑比克石墨选矿流程
针对坦桑尼亚某大鳞片石墨矿，何培勇等对传统磨浮流程进行了优化，采用分质分选的工艺，及时分离已充分解离的石墨大鳞片，避免了后续再磨过程对石墨大鳞片的破坏，大幅提升了最终精矿产品的大鳞片石墨含量，最终精矿中+0.180 mm粒级含量为44.43%，+0.15 m粒级含量为53.94%，图2为优化后的浮选工艺流程。
图2 坦桑尼亚石墨矿选矿流程
岳成林采用快速浮选法对山东某鳞片石墨进行提纯，快速浮选流程与普通浮选流程对比见图3，快速浮选流程与普通浮选流程的区别在于前者利用解离单体与连生体之间的浮选速率差异优先进行1次快速浮选，保护大鳞片不被后续再磨所破坏，缩短已解离的大鳞片单体进入精矿的路线。
图3 快速浮选流程与普通浮选流程对比
中细鳞片石墨浮选工艺
该类型矿石的石墨鳞片大小中等，可浮性好，石墨原生粒度为0.2～0.6mm、含量在4%～15%，云母含量少，仍以保护石墨鳞片为主，尽量提高大鳞片产率，精矿品位可控制在86%～90%，+100目含量在40%～60%。
图4 我国某中细鳞片石墨矿石的选矿工艺流程
细鳞片石墨的浮选工艺
细鳞片石墨的选矿无需考虑对大鳞片的保护，有利于充分实现石墨和脉石矿物的解离。但是细鳞片石墨的可选性较差、选别流程较长。该类型矿石应强化选矿过程，选矿采用多段磨矿、多段选别流程。
张凌燕等课题组对来自澳大利亚西澳珀斯、我国内蒙古包头、黑龙江萝北、内蒙古巴彦淖尔等地的石墨矿石进行研究，通过加强粗磨的磨剥强度、适当延长浮选流程等方法，取得了良好的浮选指标。
针对澳大利亚西部某细鳞片石墨矿，课题组在开路试验的基础上，将中矿1、中矿2、中矿3合并后进行再磨再选，再选精矿与精选4尾矿合并后返回精选1；中矿4返回至粗选；中矿6返回至精选2。最终精矿固定碳含量为90.50%、回收率为 92.46%，有效提高了石墨回收率。
图5 澳大利亚西部某细鳞片石墨矿选矿闭路流程
微晶石墨的浮选工艺
微晶石墨矿石中的石墨结晶微细并与微细粒脉石矿物相互嵌生、胶结，形成土状构造，可选性较差，属难选矿石。
彭伟军等对吉林某隐晶质石墨矿石进行了浮选试验研究，试验流程见图6，最终获得了固定碳含量为80. 30%、回收率为85. 20%的精矿。 在常规磨浮工艺流程中，要实现石墨充分单体解离很困难，且浮选过程夹带严重，部分学者开展了浮选工艺创新。卢文光等采用选择性疏水絮凝浮选工艺处理湖南某微晶石墨矿石，对固定碳含量为88. 24% 的给矿，选择性疏水絮凝浮选精矿固定碳含量为95. 87%、作业回收率达到97. 41%，浮选效果极佳，但是磨矿要求较高，平均粒径需达 0. 010 mm，由于能耗过高，限制了该浮选工艺的工业应用。
图6 隐晶质石墨浮选流程
吉林某地区隐晶质石墨矿原矿固定碳含量较低，黏土矿物含量高，石墨与脉石矿物交织、密切共生，单体解离困难。采用降低粗磨磨矿细度、增加再磨次数等手段，通过一段粗磨、1次粗选、7次再磨、8次精选的开路工艺流程获得的精矿固定碳含量为86.78%、回收率为 53.93%，在此基础上进行闭路试验，闭路试验最终精矿固定碳含量 为85.21%，回收率则大幅上升至81.32%，工艺流程见图7。
图7 吉林某地区含隐晶质难选石墨矿闭路浮选试验流程
随着石墨资源的消耗，微晶石墨资源的开发利用还呈现向低品位资源发展的趋势，此类石墨矿的处理技术也有了长足的进步，如疏水絮凝浮选、浮选柱浮选、选择性絮凝浮选、油团聚浮选等浮选技术的应用。
小结
浮选法一般用于提纯品位较低的天然石墨，经过一段富集将石墨提纯至中碳石墨的品级。该工艺采用的设备简单，生产成本低，但过磨不利于石墨鳞片的保护。此外细鳞片选矿过程中脉石夹带的调控机制、轻质片状云母杂质的抑制与剔除、晶体结构特征对石墨可浮性的影响机制等基础科学问题有待深入研究。通过对这些基础科学问题的研究，为石墨选矿工艺的优化提供理论基础，同时研发新型浮选药剂和浮选设备来优化石墨的浮选效果。
参考资料：
尤大海等.石墨浮选技术研究进展
刘之能等.我国石墨选矿技术及装备进展
（中国粉体网编辑整理/三昧）
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