球形石墨及高纯石墨生产工艺

球形石墨及高纯石墨生产的重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%（高碳范畴）。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。根据规定石墨干精矿通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。其产品方案以下表：产品方案表初步拟定各产品中含碳量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，应采用以下方式：限于原料粒度为（－）147mm，拟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%的值表达，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）的样本中全部的颗粒表面积和全部颗粒体积和，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对应严格的检查制度下进行。其产品率约在35%左右。其它经加工、检查不合格的产品，可作为冶金工业的增炭剂，或作为其它行业的原料。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，通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。球形石墨球形石墨需通过两个工序过程，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运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状况，分成两个生产车间进行生产，即球形石墨车间，纯化车间。现分别进行叙述。4.3.1球形石墨车间球形石墨车间是运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)，该机重要由给料部分，粉碎部分和物料输送部分构成。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，根据主机的状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，可调节磨机的解决能力及产品细度，每室两排锤头之间各装有4枚撞针，通过调节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电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，形成闭路工艺配备。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备。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，重要由电机，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构成。规格粉料和空气以一定比例混合经给料管进入分级机，规格粉料随气流通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。袋式集料器事实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，可解决气量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符合碳黑尘排入原则。对磨机及辅助设施进行了以上介绍，能够看到磨机的工艺组合以下：该磨机的重要特点有：①以上配备方式为原则配备，磨机，分级机能够单独使用，也可和其它设备配套使用。②设备构造紧凑，配套设备少，占地面积小，使一次性投资小，适合中、小型公司超细粉生产。③设备粉碎比大，入料粒度不大于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147um左右，能够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状况。（2）修整、分级根据规定球形石墨规定达成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，为此通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，即使规格粉料的边沿得到修整。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，可通过调节磨机的振幅，频率，介质配比，介质材质，形状等。可使石墨微颗粒得到边沿的修整，其粒径得到较小的变化，即外形得到较大的修整。采用振动磨的优点在于，适宜调节给料速度的上限，从而可达成成品料粒度的大小和分布范畴的控制。能够变化介质材质和形状，对成品外形进行控制，由于该磨机经上述调节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。外径稍粗某些约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，从而可确保生产的成品不掺有其它金属成分和杂质成分可确保成品的纯度。其分级机可采用通风机(或压缩空气)将成品送到QF6气流分级机，基本上能够收得约50％的球形成品。由于系规格原料（CM61的合格产品d50=38um）分级机在控制风量的状况下，和调节涡轮叶片的转速的状况下，可将d50=30mm迫降下来，由粗料出口下来，形成产品。在布袋集器内收集的颗粒多为在修整时得到较大破损的颗粒，能够作为他用或废弃。（3）磁选分级石墨粗碎修整均在钢铁制品中粉碎修整，分级，或多或少会产生钢铁物的夹杂，运用磁选机使球形石墨在不均磁场中，运用其中夹杂物磁性，而使其夹杂和球形石墨分离，并使球形成品得到提纯的过程及目的。磁选是在振动磨机形成的成品通过密闭皮带机过程中，运用磁选机(中场强永磁辊筒)产生的磁场将球形石墨的钢铁等磁性夹杂吸附。纯净了的球形石墨继续在皮带机中运行。磁选机采用磁感强度300mT(毫特斯拉)共4台。经磁选后的球形石墨内尚含有一定量的非球形状石墨，需要进行剔除。可采用涡轮式微细分级机，其构造特点是，在分级室顶部设立了多个相似直径的发级轮，在分级轮旋转产生的离心力及分级气流的滞阻力作用下进行分级，微细物料经微细物料出口排出(送布袋收集器解决)。粗粒物料从下部粗粒物料排出口排出，成为成品，此时的成品约相称于进入CM61磨机的原料量的35％左右。生产过程中，对各工序应及时进行检查，及时调节磨机的对应参数。经检查合格方可转入下工序生产。4..3.1.2车间构成年产11060t球形石墨车间构成状况以下表。为避免雨水的侵入，车间地坪应高出车间外地坪150mm～300mm。车间共设有偏厦，制造跨、原料、成品跨三个跨间。制造跨重要是按置生产球团石墨的各类磨机，按照生产工艺流程进进布置。粗碎磨机CM61按在一端，其配备的分级机QF6型气流分级机，布袋集料器(BC-1233布袋收集器)则按置在偏厦内。振动磨机(2mz-1600)靠CM61磨机安置，其分级机，布袋集料器亦安置在偏厦内。磁选机安置在靠近振动磨机处。经磁选后设有ATP分级机(200/4型)。布袋收集器(BC-1233)按置在偏夏内。各流程互不干扰，物料流程畅通。原料，成品跨重要是接受由选矿厂送来的石墨干精矿，由密闭汽车送来。跨问内设有108m3密闭矿仓，考虑卸矿，送矿时可能产生石墨粉尘的状况，采用风力输送机向矿仓卸矿，矿仓供料亦采用风力输送机，石墨矿仓顶部设有小型除尘设施。考虑到生产过程成品率只有35%左右，其它废弃物料可装入对应贮存设施内。可在此跨内堆放。其成品球形石墨运用贮仓，亦在此跨间设立。4.3.1.3化检查对球形石墨需要进行检查项目重要有：（1）粒度和粒度的分布。（2）成分的检测。（3）比表面积的分析（4）真密度测定。根据以上需检测项目，采用以下化验设备。化验室应独立在一处或和厂部办公室合建在一起，根据上述设备状况，规定采用空调对室内温度，湿度进行对应的调节。其电源采用UPS不间断电源。球形石墨化验和纯化石墨化验合建一起，人员36人，面积为36m2。生产工艺流程简图采矿-↓→原料-↓→粉碎↓→纯化↓→烘干↓→筛选↓→融合→包覆↓→轻碎↓→包装入库（1）产品技术分析及制作过程控制：1.1）采矿：从矿石中提取（浮选法）石墨。1.3）粉碎.粉碎可使用粉碎机,为了实现对石墨粉晶体微观构造及颗粒外形的控制,需要通过两个过程对石墨粉进行粉碎和整形。在本工艺中,石墨粉的平均颗粒大小用体积值达D50的值表达,用激光衍射法得出,其平均粒径在10-30微米之间。球形石墨生产流水线（见上图）生产球形石墨设备功效流程（见上图）1.5）烘干：将提纯后的球形石墨进行加热烘干，去除里面的水分。1.6）筛选：将烘干后的球形石墨，通过震动筛网筛选，去除较大的杂质。1.7）融合：将烘干后球形石墨和树脂进行充足的混合，大概2个小时。1.9）轻碎：将烧结的负极材料，通过不锈钢轻碎机将其打成粉