《球形石墨及高纯石墨生产工艺》由会员分享，可在线阅读，更多相关《球形石墨及高纯石墨生产工艺（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、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44238t4.2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：产品方案表序 号产品名称年产量（t/a含碳量（ ）需要原料量 （t/a备注1球形石| Z
2、 1 八墨初始产 品110609533178石墨干精矿最终产 品1000099.999.9911060球形石墨初始 产品2高纯石墨1000099.999.9911060石墨干精矿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10um-40“m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
3、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二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 一粗碎、分级修整、分级林 磁选、分级诗 高温纯化十 分散 亠*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
4、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
5、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。 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。 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
6、形的衬极，它与各排锤头的间隙约为 3mm。 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
7、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972038880m3/h。进入布袋的气体含尘量约在38mg /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，
8、可以看到磨机的工艺组合如下： 该磨机的主要特点有： 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。 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。 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147um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。 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d
9、50=4Oum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，
10、对介质可 采用棒状。外径稍粗一些约 1Omm 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 气流分级机，基本上可 以收得约50%的球形成品。由于系规格原料（CM61的合格产品d50=38um）分 级机在控制风量的情况下，和调节涡轮叶片的转速的情况下，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，可以作为他用或废弃。（ 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
11、的夹 杂，利用磁选机使球形石墨在不均磁场中，利用其中夹杂物磁性，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，利用磁选机（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，其结构特点是，在分级室顶部设置了多个相同直径的发级 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（送布袋收集器处理）。粗粒物料从下部粗
12、粒物料排出口排 出，成为成品，此时的成品约相当于进入 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验，及时调整磨机的相应参数。经检验 合格方可转入下工序生产。4.3.1.2 车间组成年产11060t球形石墨车间组成情况如下表。 球形石墨车间组成序 号跨间名称长度（m）跨度（m）轨面标 高（m）吊车配置备注1偏厦27+2797.2各磨机分级机、袋式收 集器2制造跨72188.71X3t单梁吊 车各类磨机、磁选机3原料、成品 跨72127.21X3t单梁吊 车原料、成品贮存为防止雨水的侵入，车间地坪应高出车间外地坪150m m300mm。车间共设有偏厦，制造跨、原料、成品
13、跨三个跨间。制造跨主要是按置生产 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， 其配置的分级机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，物料流程通畅。原料，成品跨主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情况，采用风 力输送机向矿仓卸矿
14、，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，其余废弃物料可装入相应贮存设施 内。可在此跨内堆放。其成品球形石墨利用贮仓，亦在此跨间设置。 4.3.1.3化检验对球形石墨需要进行检验项目主要有：（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，采用如下化验设备。化验设备表序号设备名称单位数量备注1马尔文激光粒度测试仪台22X射线衍射仪台13离子色谱仪台14比表面积及孔径分布仪台15EDS能谱仪台16密度振实仪台17真密度仪台18赛多利斯电子天平台1化验室应独立在一处或和厂部办公室合建在一起，
15、根据上述设备情况，要求 采用空调对室内温度，湿度进行相应的调整。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。 天然石墨电极生产工艺5.1 概述 本项目生产的天然鳞片状石墨粉为主要原料，以沥青为粘结剂，经过骨料制 备、配料、混捏、压型和焙烧等生产工序，生产天然石墨电极，生产规模3万t/a。 5.2 设计原则1分利用当地丰富的石墨资源优势；2坚持先进适用、稳定可靠的原则； 3工艺流程合理，物流顺畅，布置紧凑； 4严格执行国家和地方有关环境保护、劳动安全、工业卫生和消 防等有关规定，贯彻三废治理“三同时”原则，做到安全生产和文明生产；5严格控制工程造价，在满足工艺要求的条件下，力求从简，尽量节省建 设投资；5.3 主要建设内容本工程建设内容为年产2万t/a天然石墨电极的生产设施及辅助设施，具体 包括以下内容：1电极生产车间；2电极加工车间； 3电极成品库；5.4 生产规模、产品规格及质量
