Спосіб отримання графіту з графітовмісного матеріалу

Изобретение относится к области химии и металлургии и может быть использовано в металлургии при переработке отходов металлургического сырья. Известен способ получения графита путем формования и последующего нагрева смеси непрокаленного нефтяного пиролиз-ного кокса и каменноугольного пека, при этом кокс предварительно смешивают с йодистым или щавелевокислым аммонием, взятым в количестве, например, 0,3-2,0% от веса кокса (авт.св. №404773, кл. С 01 В 32/04). Известны также способы получения мелкозернистого графитового материала на основе прокаленного кокса и высокотемпературного пека, включающей предварительный размол кокса, введение пека, совместный размол и смешение пека с коксом, прессование, обжиг графитацию; предварительный размол кокса ведут с добавлением 10-40 вес.% твердой двуокиси углерода при температуре от минус 20 до 0°С в течение 2-10 мин (авт.св. №508462, кл. С 01 В 31/04). Недостатком этих способов следует считать то, что используемое сырье (пек, кокс) является сравнительно дорогим. При этом, процесс получения графита весьма дорогостоящий и вредный в экологическом отношении, т.к. во время обжига образуется много вредных газов, в том числе и концерогенных веществ. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ получения графита из графитовой руды, включающий дробление, измельчение до 50-60% класса 0,074 мм, классификацию, стадийную флотацию с перечистками и с использованием в качестве собирателей керосина 0,480 кг/т, вспенивателя - оксоля Т-80 - 0,28 кг/т и депрессора - жидкое стекло - 2,2 кг/т. Справочник по обогащению руд. Обогатительные фабрики. Под ред. О.С.Богданова, Ю.Ф.Ненарокомова. Изд. 2-е, М., Недра, 1984). Способ обладает рядом существенных недостатков. Способ относится только к случаю переработки руды и не может быть применен без изменений для получения графита из отходов металлургии. Используемый в качестве собирателя керосин является экологически вредным веществом. Для эффективного функционирования собирателя необходимо введение вспенивателя - оксоля Т-80, который является токсичным и дорогостоящим веществом. При проведении описанного выше способа загрязняется графитный концентрат, затруднено обезвоживание последнего. При использовании керосина (в качестве собирателя), который эффективно адсорбируется на поверхности графита и при последующей технологии плохо отделяется от графита, усложняет технологию получения графита. Все это не позволяет перерабатывать графитсодержащие отходы металлургического производства, которые загрязняют окружающую среду и получить дешевый графит высокого качества. Задачей изобретения является усовершенствование способа получения графита из графитсодержащего материала путем применения магнитного обогащения перед флотацией, в процессе которой в качестве собирателя и вспенивателя используют кубовые остатки высших жирных спиртов. Кроме того, использование заявляемого способа позволяет решить задачи утилизации графитсодержащих металлургических отходов и защиты окружающей среды. Поставленная задача решается тем, что в способе получения графита из графитсодержащего материала, содержащем его измельчение и классификацию, последующее флотационное обогащение классифицированного продукта с использованием собирателя и вспенивателя, согласно изобретению в качестве графитсодержащего материала используют графитсодержащие металлургические отходы, выбирают из них графитсодержащую пыль и выделяют из нее класс- 2,0...+0,1 мм, измельчение ведут до крупности 70-75% класса 0,074 мм, классифицированный продукт перед флотационным обогащением подвергают магнитному обогащению при напряженности магнитного поля 1000-1100 эрстед, а при флотационном обогащении в качестве собирателя и вспенивателя используют кубовые остатки высших жирных спиртов в количестве 400-450 г/т. Существенными признаками заявляемого изобретения являются отбор графит-содержащей пыли с выделением класса минус 2... плюс 0,1 мм, доизмельчение отобранной фракции до крупности 70-75% класса 0,074 мм, обогащение в магнитном поле напряженностью 1000--1100 эрстед, обогащение посредством флотации с использованием кубовых остатков высших жирных спиртов в качестве флотореагента в количестве 400-450 г/т. Предлагаемый способ получения графита из металлургических отходов осуществляют в следующей последовательности операций. При производстве чугунов и сталей доменным, конверторным и мартеновским способами образуется много отходов. Для осуществления предложенного способа необходимо использовать графитсодержащие отходы, которые определяют визуально или экспресс-анализом. Из графитсодержащих отходов выделяют путем грохочения класс крупностью минус 2,0... плюс 0,1 мм. Пределы выделяемой фракции выбраны потому, что в ней концентрируется основная часть (70-80%) богатых углеродом частиц. Наличие классов более крупных, чем 2мм и менее 0,1мм в материале приводит к разубоживанию качественного графита за счет содержания в этих классах вредных примесей, превышающих их содержание в исходном материале более, чем в 2-3 раза. Фракцию минус 2,0... плюс 0,1мм направляют в мельницу на мокрое доизмельчение. В качестве мельниц целесообразно использовать шаровые мельницы. Они должны работать в непрерывном замкнутом цикле с классификатором. В мельнице отходы измельчают до крупности 70-75% класса минус 0,074 мм. При такой крупности происходит наиболее полное раскрытие частиц графита. Слив классификации направляют на магнитное обогащение, которое осуществляют при напряженности 1000-1100 эрстед. Магнитное обогащение осуществляют на серийно выпускаемых аппаратах. Напряженность магнитного поли 1000-1100 эрстед позволяет удалять из подготовленного материала ферромагнитные частицы, подвергаемые дальнейшей утилизации. Немагнитные продукты обезвоживают. Этот продукт имеет зольность 15-20% и может быть использован в качестве литейного графита для припыла рабочих поверхностей линейных форм и стержней, для изготовления противопригарных покрытий при получении отливок и т.д., т.е. для изделий, не требующих высокой чистоты графита. При обогащении графитсодержащей пыли в магнитном поле получены результаты, приведенные в табл. 1. В диапазоне напряженностей 1000— 1100 эрстед получены продукты с самым высоким содержанием металла 68,5-69,4%. При увеличении напряженности до 1200-1300 эрстед магнитный продукт (концентрат) загрязняется флокулами графита. Напряженности 800-900 эрстед недостаточно для эффективного извлечения металлических частиц из графитсодержащей пыли. Для получения качественного графита (порядка 3-5% зольности) полученные немагнитные продукты сгущают и кондиционируют с флотационными реагентами и таким образом подготавливают к флотации. Технология получения качественных графитов предусматривает флотационное обогащение, включающее основную флотацию и две перечистные операции пенного продукта, В качестве депрессора пустой породы используют стандартный раствор жидкого стекла из расчета 2,2 кг на 1 тонну питания флотации. В качестве собирателя и вспенивателя используют известные кубовые остатки высших жирных спиртов в количестве 400-450 г/т. Кубовые остатки высших жирных спиртов в данном случае выполняют функцию не только собирателя, но и вспенивателя. При расходе упомянутого собирателя выше 450 г/т снижается количество получаемого графита. Если собирателя взять меньше 400 г/т, то снижается выход готового графита. Кубовые остатки высших жирных спиртов являются отходами Шебекинского химкомбината и представляют собой сложную систему, состоящую из большого количества поверхностно-активных веществ (кислот, спиртов, гликолей, кетонов и др.). Типичной для них является дифильная молекулярная структура, которая определяет их свойства и прежде всего основное - поверхностную активность, т.е. способность самопроизвольно адсорбироваться из растворов на поверхности раздела жидких и твердых фаз, образовывать на них ориентированные слои, понижая поверхностное натяжение на поверхностях. Результаты флотации с применением кубовых остатков спиртов в качестве собирателя и одновременно вспенивателя показывают, что самое высокое качество графитового концентрата достигнуто при расходе собирателя 400-450 г/т. После флотации полученный графитовый концентрат сгущают, фильтруют и сушат до необходимой массовой доли влаги. Этот графит уже пригоден для производства электроугольных изделий, для изготовления консистентных смазок, огнеупорных графитокерами-ческих и других изделий. Πpимер. На Криворожском металлургическом комбинате "Криворожсталь" в конверторном цехе отобрано 450 кг графитсодержащей пыли циклонной очистки. Ее подвергли грохочению и выделили класс крупностью2,0...+0,1мм при выходе 83%. Затем этот класс направляли в шаровую мельницу на мокрое измельчение. Мельница работала в замкнутом цикле со спиральным классификатором. Измельчение производили до крупности 72% класса -0,074 мм. Слив классификации направляли на магнитный сепаратор, напряженность магнитного поля 1050 эрстед. Немагнитный продукт (пульпу) из магнитного сепаратора направляли в сгуститель типа "С диаметром 800 мм. Сгущенный продукт поступал в контактный чан КЧ-100. В этот же чан подавали 5% раствор жидкого стекла и пульпу с жидким стеклом перемешивали в течение 10 мин. Флотацию осуществляли в трех флотационных камерах. В первой камере - основную флотацию, во второй камере -первую перечистку пенного продукта основной флотации, в третьей - вторую перечистку пенного продукта первой перечистки. В качестве собирателя использовали кубовые остатки высших жирных спиртов, которые подавали в карман первой камеры (70%) и карман второй камеры (30%).. Пенный продукт второй перечистки сгущали, фильтровали и сушили во вращающейся барабанной сушилке до массовой доли влаги 0,8%. Конечный продукт содержал 95% графита и отвечал требованиям ГОСТ 8295-83. Предложенный способ получения качественного графита позволяет получить графит по более экологически чистой технологии, заменить экологически вредные керосин и оксаль на менее вредные кубовые остатки спиртов. При этом на 35-40% снижаются затраты на получение графита. Большим преимуществом предложенного способа является использование отходов металлургинеских заводов графитсодержащей пыли, - которыми загрязняется атмосфера и окружающая природа, что губительно действует на все живое, в том числе и на человека.