Como purificar o minério de grafite?

Grafite é um mineral não metálico essencial. Após a purificação, pode ser aplicado em muitos domínios, tais como ótica, energia, aeroespacial, ambiente, e novos materiais. 

O minério de grafite associa-se frequentemente a quartzo, ilite, caulinite, andaluzite, sericite, piritelimonite, turmalina, calcite, etc. É necessário purificá-la e removê-la antes de a utilizar. Os métodos normais de purificação da grafite incluem:

• Floculação selectiva
• Flotação
• Método alcalino-ácido
• Lixiviação de ácidos
• Cloração torrefação
• Torrefação a alta temperatura

Beneficiamento de grafite

1. Selectiva Flocculação

Para purificar o minério de grafite por floculação selectiva, é necessário adicionar um polímero floculante a uma suspensão que contenha dois ou mais componentes, de modo a que o floculante possa adsorver seletivamente elementos específicos na suspensão e passar a cadeia de pontes. O efeito produz floculação e precipitação para atingir o objetivo de separação dos componentes.

Os principais floculantes são o silicato de sódio, o hexametafosfato de sódio e o amido de lenhina. A carboximetilcelulose e o vidro de água são utilizados como dispersantes. O pó de tapioca, o pó de bolota, o alginato de sódio e a poliacrilamida são utilizados como floculantes para purificar o minério de grafite.

O método e o equipamento de purificação por floculação selectiva do minério de grafite são relativamente simplese o custo é baixo, mas o a taxa de recuperação do carbono fixo é baixa, apenas cerca de 40%.

2. Flotação de minério de grafite

A flotação é um método padrão para a purificação de minério de grafiteA purificação de minerais é um processo de purificação que consiste em adicionar uma série de reagentes de flotação para enriquecer os minerais-alvo seleccionados na interface gás-líquido, separando-os dos minerais de impureza para atingir o objetivo de purificação.

A grafite tem uma boa capacidade natural de flutuação e hidrofobicidade, pelo que o minério de grafite convencional pode ser purificado por flotação. No processo de purificação, para proteger os grandes flocos de grafite, o procedimento adopta geralmente a técnica de trituração em várias fases, separações múltiplas e trituração e seleção de concentrado grosseiro.

Os métodos mais utilizados colectores na flotação de grafite são principalmente alcatrão de carvão, os agentes espumantes são principalmente óleo de terpineol ou óleo de éter butílico, e os inibidores são principalmente vidro de água e fluorossilicato de sódio.

A purificação por flotação do minério de grafite pode tornar o o grau de grafite atinge 80%~90% ou mesmo cerca de 95%. E o método tem baixo consumo de medicamentos, baixo consumo de energia e baixo custo. O minério de grafite contém minerais de silicato muito finos e compostos de potássio, cálcio, sódio, magnésio, alumínio e outros elementos. A dissociação do monómero não pode ser conseguida na fase de moagem, sendo necessário purificar novamente por outros processos após a flotação.

3. Ácido alcalino

A purificação ácido-base do minério de grafite é um processo relativamente maduro, que pode ser dividido em fusão alcalina e lixiviação ácida.

Processo de fusão alcalina: Em condições de alta temperatura, o álcali no estado fundido e as impurezas ácidas (silicato, aluminossilicato, quartzo) na grafite reagem quimicamente para gerar sais solúveis, sendo depois as impurezas removidas por lavagem.

Processo de lixiviação ácida: Utilizar ácido para reagir com impurezas de óxidos metálicos, converter algumas das impurezas que não reagiram no processo de fusão alcalina em sais solúveis e, em seguida, remover as impurezas por lavagem para as separar da grafite, a fim de melhorar a pureza da grafite.

A purificação alcalino-ácida do minério de grafite pode tornar o grafite com sabor até 99,5%, o equipamento é simples, o consumo de energia é baixo e o investimento único é pequeno. No entanto, o ácido e o alcalino deste método terão forte corrosividade para o equipamentoe o as águas residuais depuradas ficarão seriamente poluídas. Para além disso, existe também a desvantagem da perda de grafite.

4. Lixiviação de ácidos

A lixiviação ácida pode ser usada para purificar o minério de grafite por ácido sulfúrico, ácido clorídrico, ácido nítrico, ácido fluorídrico e outros métodos.

• O ácido sulfúrico e o ácido clorídrico são mais adequados para a lixiviação, com forte capacidade de lixiviação. Ainda assim, pode usar alguns métodos de lixiviação de ácido sulfúrico para purificar minério de grafite por ácido sulfúrico, ácido clorídrico, ácido nítrico, ácido fluorídrico, etc,
• O ácido sulfúrico e o ácido clorídrico são mais adequados para a lixiviação, com forte capacidade de lixiviação. Mas alguns sulfatos têm baixa solubilidade, e o ácido clorídrico é mais caro.
• O ácido nítrico é altamente oxidativo e volátil, decompõe-se facilmente quando exposto à luz e produz facilmente fosgénio altamente tóxico, que pode explodir facilmente a altas temperaturas.
• O ácido fluorídrico não pode sofrer uma reação de oxidação nem uma reação de redução. O ponto crítico é que pode dissolver eficazmente o sio2 e o silicato. Depois de a grafite e o ácido fluorídrico estarem completamente misturados, o ácido fluorídrico reagirá com as impurezas da grafite para formar compostos solúveis em água e voláteis, e depois removerá as impurezas solúveis por lavagem com água para obter grafite de alta pureza.

A purificação com ácido fluorídrico do minério de grafite pode remover eficazmente as impurezas dos minerais com baixo consumo de energia. No entanto, este método é altamente tóxico e causa grande poluição ambiental.

5. Cloragem Torrefação

A purificação do minério de grafite pelo método de torrefação por cloração consiste principalmente em adicionar uma quantidade adequada de agente redutor ao minério de grafite. E assá-lo a alta temperatura sob uma atmosfera e equipamento específicos para que o metal valioso no mineral seja combinado com o cloro e transformado numa fase gasosa ou acumulação com um ponto de fusão e ponto de ebulição baixos. Em seguida, precipita-se e consegue-se uma separação eficaz de outros componentes para obter grafite de alta pureza.

O método de torrefação por cloração tem alta eficiência, baixo consumo de energia e baixo custo para a purificação de minério de grafite. No entanto, neste método, o cloro gasoso tem forte corrosividade e toxicidadee o a poluição externa é relativamente grande.

6. Torrefação a alta temperatura

O ponto de fusão do minério de grafite é muito elevado (ponto de fusão é 3652℃, o ponto de ebulição é 4250℃)muito mais elevado do que outros minerais com impurezas. O método de torrefação de alta temperatura para purificar a grafite usa a diferença no ponto de fusão da grafite para selecionar. Ao aquecer o minério de grafite a 2700 ~ 3000 ℃, a maioria das impurezas foi gaseificada, de modo que pode efetivamente separar a grafite das impurezas.

O método de torrefação a alta temperatura pode purificar minério de grafite com um grau de 99,99% ou mesmo superior. Ainda assim, o consumo de energia é elevado, as necessidades de equipamento são muito elevadas, e existem requisitos específicos para a pureza do minério de grafite.

Os seis tipos de métodos de purificação de minério de grafite acima descritos são os mais comuns. De acordo com as propriedades do minério de grafite, as condições da fábrica de processamento e o orçamento de investimento, escolha o método a utilizar. Ao selecionar um processo, realizar primeiro o teste de beneficiamento do minério de grafite. Selecionar o processo de purificação de uma forma orientada através do relatório de teste para procurar obter excelentes benefícios técnicos e económicos.