Como o grafite é extraído?

O grafite é um importante mineral não metálico, que tem excelentes propriedades, como condutividade elétrica e lubricidade. Ele pode ser amplamente utilizado nos setores de baterias, aeroespacial e outros. No entanto, grafite natural precisa de uma extração complexa, e entender seu processo é importante para a utilização de recursos e o desenvolvimento industrial.

Preparações antes da extração

Técnicas de exploração geológica

A técnica de exploração geológica é muito importante na busca de depósitos de grafite, e a base é o mapeamento geológico. Ao observar e medir as rochas da superfície, os estratos e outros elementos para desenhar mapas, delinear a possível área de mineralização. A exploração geofísica inclui o método de resistividade e o método de polarização induzida. O primeiro usa a diferença de resistividade entre o grafite e a rocha circundante para encontrar minério. Já o segundo usa o efeito de polarização do grafite no campo elétrico para identificar o corpo do minério. A exploração geoquímica é usada para localizar depósitos de grafite por meio da análise do solo e de outros elementos da amostra.

Análise das propriedades do minério

Depois de determinar a localização do minério de grafite, precisamos analisar melhor as propriedades do minério. Primeiro, faça a análise da composição química para entender o conteúdo de grafite e os elementos associados. Como há muitas impurezas contendo enxofre e ferro, é necessário considerar o método de remoção de impurezas. Em seguida, analise a composição mineral e esclareça a simbiose e a distribuição dos minerais de grafite e quartzo. Além disso, analise as propriedades físicas, como dureza e densidade, para fornecer uma base para os processos subsequentes.

Métodos de mineração de grafite

Mineração a céu aberto

Você pode usar esse método quando o depósito de grafite estiver superficialmente enterrado e o corpo de minério for grande e concentrado. No estágio inicial, você deve fazer o trabalho de preparação do local. Por exemplo, limpar a vegetação, o solo superficial e o regolito, construir estradas de transporte e sistemas de drenagem. Em seguida, use uma pá elétrica, uma escavadeira hidráulica e outros equipamentos de grande porte para escavar. Na mineração, de acordo com uma determinada altura de degrau, a operação é estratificada de cima para baixo. O minério extraído é entregue diretamente ao concentrador por caminhão ou correia transportadora.

A mineração a céu aberto tem baixo custo, alta eficiência, taxa de perda de minério e taxa de diluição relativamente baixas, por isso é propícia à mineração em larga escala. No entanto, ela também tem desvantagens óbvias, como a perturbação do ambiente da superfície e a ocupação de uma grande quantidade de terra. Também está sujeita a condições climáticas, e o mau tempo afetará o progresso da mineração.

Mineração subterrânea

A mineração subterrânea é para minério de grafite profundamente enterrado. Em primeiro lugar, é preciso realizar projetos de desenvolvimento, escavar poços, poços inclinados, aditamentos e outros canais. E construir um sistema perfeito de transporte, ventilação, drenagem e fornecimento de energia. Em seguida, selecione o método de mineração de acordo com a condição de ocorrência e a forma do corpo de minério. Quando o corpo de minério é fino e o teto é estável, geralmente se usa o método de mineração de pilar de sala. Se o corpo do minério for espesso e a estabilidade do minério for ruim, escolhemos o método de caving de subnível. Ele divide o corpo de minério de acordo com sua altura e o extrai de cima para baixo. Embora a mineração subterrânea possa fazer uso de recursos profundos, ela tem alto custo, tecnologia complicada, risco de segurança e alta taxa de perda de minério.

Processos de extração de grafite

Método de Flotação

Princípios básicos

Essa maneira se baseia nas diferenças das propriedades físicas e químicas das superfícies minerais. Como o grafite é naturalmente hidrofóbico, a maioria dos minerais de ganga é hidrofílica. Na flotação, ao adicionar o coletor à polpa, ele se adsorverá seletivamente na superfície do grafite, reforçando sua hidrofobicidade. Ao mesmo tempo, a adição do agente espumante produzirá bolhas estáveis. Em seguida, as partículas de grafite hidrofóbicas presas às bolhas flutuam para a superfície da polpa, formando uma camada de espuma. E os minerais de ganga hidrofílicos permaneceram na polpa para conseguir a separação.

Fluxo do processo

Primeiro, quebre e moa o minério de grafite extraído para que o tamanho das partículas atenda aos requisitos de dissociação do monômero. E a malha geral de -200 é responsável por 60%-80%. Em seguida, coloque a polpa moída no tanque de mistura, adicione água, coletor e agente espumante e mexa bem. Para que o agente e o mineral funcionem plenamente. Em seguida, coloque a polpa na máquina de flotação, aerada e agitada para produzir bolhas e concluir a separação por flotação. Por fim, selecione o produto de espuma várias vezes para melhorar o grau do concentrado de grafite e obter produtos qualificados.

Fatores de influência

O tamanho da partícula de moagem é importante; a dissociação de grafite e ganga muito grossa não é suficiente e o grau de concentrado é baixo. A granularidade excessiva da moagem leva a uma moagem excessiva, aumenta o consumo de energia e o consumo farmacêutico e afeta o índice de flotação. O tipo e a dosagem do coletor afetam a recuperação e o grau do grafite. E a quantidade de agente espumante afeta o tamanho e a estabilidade das bolhas. Além disso, a concentração da polpa, o tempo de flotação e a temperatura também afetam o efeito da flotação. É preciso otimizá-los por meio de testes e práticas.

Método de purificação química

Método ácido-base

Isso significa usar a reação de ácido e base com impurezas para dissolvê-las e purificar o grafite. Misture o concentrado de grafite com uma determinada concentração de ácido clorídrico e ácido fluorídrico, agitando a reação em uma temperatura específica. O ácido clorídrico dissolve as impurezas de óxido metálico, e o ácido fluorídrico remove as impurezas siliciosas. Após a reação, filtre e lave e, em seguida, neutralize o ácido residual com hidróxido de sódio e remova algumas impurezas. Após várias lavagens, é possível obter grafite com pureza superior a 99%. No entanto, o consumo de ácido e base desse método é grande. E a água residual produzida por esse método polui o meio ambiente e precisa ser tratada com rigor.

Método de torrefação por cloração

Calcine o grafite em alta temperatura misturando-o com agentes de cloração, como cloreto de cálcio e cloreto de sódio. Durante a torrefação, as impurezas do grafite reagem com os agentes de cloração para formar cloretos gasosos ou voláteis, de modo a se separar do grafite. As impurezas de ferro e alumínio, por exemplo, são volatilizadas em cloreto. Esse método tem baixo consumo de energia, alta eficiência de purificação e pode remover com eficácia muitas impurezas. Entretanto, ele produzirá gás cloreto tóxico e corroerá seriamente o equipamento. Portanto, ele precisa ser equipado com tratamento de gás de escape perfeito e medidas anticorrosão.

Método de purificação física (purificação em alta temperatura)

Ele é purificado usando o alto ponto de fusão do grafite e o baixo ponto de fusão das impurezas. Coloque as matérias-primas de grafite em um forno especial de alta temperatura, aquecendo até 2500-3000 ℃. Sob a proteção de argônioCom o uso de nitrogênio, nitrogênio e outros gases inertes, as impurezas, como cinzas no grafite derretido, vaporizam e escapam em altas temperaturas. Isso pode aumentar a pureza do grafite para mais de 99,9%. E é adequado para produtos eletrônicos de ponta, aeroespaciais e outras áreas com requisitos de alta pureza para a produção de grafite de pureza ultra-alta. No entanto, o investimento em equipamentos desse método é enorme, o consumo de energia é alto e a escala de produção é relativamente pequena.

Conclusão

A extração de grafite inclui a exploração, a mineração, o beneficiamento e a purificação. As tecnologias existentes têm suas próprias características e atendem a diferentes necessidades. No futuro, sua tecnologia de extração se desenvolverá em direção a um desenvolvimento verde, eficiente e inteligente.

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