球形石墨及高纯石墨生产工艺(4)

球形石墨及高纯石墨生产工艺

4.1原材料条件

球形石墨及高纯石墨生产的主要原料是鳞片石墨干精矿，是天然鳞片石墨经选矿后成品，符合石墨牌号LG（-）147-95，粒度为100目筛下物，含碳量95%（高碳范围）。

生产球形石墨及高纯石墨（各为10000t/a）时，年需要LG（-）147-95石墨干精矿44238t。

4.2产品方案

根据要求石墨干精矿经过加工形成球形石墨后需要进行高温及高温化学提纯形成高纯成分。高纯石墨则采用石墨干精矿直接进行高温及高温化学提纯形成高纯石墨。其产品方案如下表：

产品方案表

初步确定各产品中含碳量99.9%，99.99%各占50%，即各为5000t。

为确保球形石墨初始产品颗粒为球形，应采取如下方式：

限于原料粒度为（－）147mm，确定球形石墨初始产品粒度为d50=30mm，碳含量95%。石墨粉料的平均颗粒大小用体积累积值达

50%的值表示，可用激光衍射法得出，其平均粒径在10μm-40μm

之间。

确保石墨颗粒为球形，可采用比表面积法进行测定。单位质量（体积）的样本中所有的颗粒表面积和所有颗粒体积和，得出总面积S，

总体积V。则可得出比表面积值。SSA=S/V，球形颗粒质量（体积）

比表面积值SSA=6/9ds。

生产球形石墨需要在相应严格的检验制度下进行。其产品率约在35%左右。其余经加工、检验不合格的产品，可作为冶金工业的增炭

剂，或作为其他行业的原料。但在生产球形石墨过程中成为废弃物料。

生产的初始产品球形石墨和部分石墨干精矿，经过在纯化炉高温提纯后，可成为高纯球形石墨及高纯石墨成品。

4.3生产工艺流程

生产工艺流程如下框图：

（1）球形石墨

石墨干精矿粗碎、分级修整、分级磁选、分级高温纯化分散包装球形石墨需经过两个工序过程，一是在球形石墨车间中将石墨干精矿经粗碎、修整、磁选后形初始产品球形石墨，再进入纯化车间经

高温纯化后成为球形石墨（高纯）。

（2）高纯石墨

高纯石墨是利用石墨干精矿直接加入纯化炉内进行高温、化学纯化，得到高纯石墨。

为此根据生产的工艺情况，分成两个生产车间进行生产，即球形石墨车间，纯化车间。现分别进行阐述。

4.3.1球形石墨车间

球形石墨车间是利用石墨干精矿为原料生产初始球形石墨，其生产工序有粗碎、分级，修整、分级，磁选、分级。现分别叙述。

4.3.1.1生产工艺流程

（1）粗碎、分级

原料（鳞片石墨干精矿）来自选矿车间，贮存在原料跨间108m³石墨贮仓内，通过气力输送机送到制造跨粗碎段高位料仓内。设计采用机械冲击式超细粉磨机(CM61型)，该机主要由给料部分，粉碎部分和物料输送部分组成。

①给料部分：

采用双螺旋给料机进行给料。通过调节螺旋速度调节给料量，并可控制过粗颗粒进入机内。给料电机与主机之间设有自动控制系统，根据主机的情况可自动停止给料或恢复给料，给料速度的调节是通过螺杆，变速皮带进行无级调速。

②粉碎部分：

该磨机共分两个粉碎室，每室各装有两排转子，每排转子上分别固定有可更换的锤头。两个粉碎室之间由可更换的挡料环隔开。更换不同内径料环，可调节磨机的处理能力及产品细度，每室两排锤头之间各装有4枚撞针，通过调整撞针的偏心距来调节它与锤头侧面间隙的大小。各粉碎室内壁均装有可更换的带有细齿形的衬极，它与各排锤头的间隙约为3mm。

③物料输送部分

在主风机所产生的负压和粉磨机主轴另一端的风扇作用下将已磨细至规格的粉料送入分级机内进行分级，合格的细颗粒进入收集装置，粗颗粒粉料沿壁落下料筒，或回到粉磨机再磨，形成闭路工艺配置。如果粗颗粒可作为另外的产品，可不返回粉磨机，而就形成开路工艺配置。

在气流中仍带有一定量的细颗粒，可随气流进入袋式集料器内进行收集。

以上分级机为QF6型气流分级机，主要由电机，给料管(CM61磨机粉碎后规格粉料进入管)，调节管，调节环、分级涡轮及传动装置，关风器，中间桶体和下部桶体等组成。规格粉料和空气以一定比例混合经给料管进入分级机，规格粉料随气流经过涡轮叶片之间的间隙向上，经物料排出口排至收集装置，粗粒粉料被叶片阻留，沿中部机体的内壁向下运动，从返料口排出。在粗粒下降的过程中，引入二次进风，进一步淘析，使混入的规格粉料再次随二次进风上升，再次

进行分级作业，可提高分级效率，淘析后的粗料沿桶壁从返料口排出。剩余气流即进入袋式集料器。

袋式集料器实际上是脉冲喷吹板式文丘里布袋除器，过滤面积约162m2，滤袋108条，可处理气量9720～38880m3／h。进入布袋的气体含尘量约在3～8mg／m3，除尘效率为99．9%，再经高压风机混入大量空气后，除尘后空气中含尘量在2mg/m3符合碳黑尘排入标准。

对磨机及辅助设施进行了以上介绍，可以看到磨机的工艺组合如下：

该磨机的主要特点有：

①以上配置方式为标准配置，磨机，分级机可以单独使用，也可和其它设备配套使用。

②设备结构紧凑，配套设备少，占地面积小，使一次性投资小，适合中、小型企业超细粉生产。

③设备粉碎比大，入料粒度小于8mm，可减小粗碎作业，简化

了工艺流程，由于采用LG(-)147-95，粒径在1 47 u m左右，可以较高地提高磨机的工作效率，同时也可较大地节省配件的消耗。

④整个工艺系统是负压干法作业，生产时无粉尘外泄污染情况。

（2）修整、分级

根据要求球形石墨要求达到各个方向均成为球形，如前所述即球形颗粒质量比表面积SSA=S/V=6/9ds，为此经过粗碎后分级得到的d50=40um的石墨规格粉粉料，尚需要进行必要的修整后，即使规格粉料的边缘得到修整。使SSA=6/9ds。得到满足成立，从而形成球形石墨。

为此需要较低速度的磨机，可使石墨微粉得到整形，不致使石墨有较大地减少粒径，仅使边角得以圆整。形成球形，采用振动磨机时，可通过调整磨机的振幅，频率，介质配比，介质材质，形状等。可使石墨微颗粒得到边缘的修整，其粒径得到较小的改变，即外形得到较大的修整。

采用振动磨的优点在于，适当调节给料速度的上限，从而可达到成品料粒度的大小和分布范围的控制。可以改变介质材质和形状，对成品外形进行控制，由于该磨机经上述调整后成为以修整作用为主，可使成品粒径减少很小，对介质可采用棒状。外径稍粗一些约10mm 左右。同时材质选用比重较低的耐磨材料制成如刚玉、锆英石棒等，从而可保证生产的成品不掺有其它金属成分和杂质成分可保证成品的纯度。

其分级机可采用通风机(或压缩空气)将成品送到QF6气流分级