鳞片状石墨与土状石墨区别天然石墨分为晶质石墨和隐(微)晶石墨。我国的晶质石墨多为鳞片石墨,是含碳质的 岩石经长期地质作用变质的矿物。微晶石墨因其晶粒尺度微小,通常在一微米以下而得名, 我国的微晶石墨是煤变质矿物,也称无定形石墨、土状石墨。 鳞片状石墨 (晶质石墨) 性质:呈鳞片状、薄叶片状晶质的石墨,大小一般为(1.0~2.0)(0.5~1.0)mm,最大4~ 5mm,片厚0.02~0.05mm。鳞片愈大,经济价值愈高。多呈浸染状、片麻状分布于岩石中。 具有明显的定向排列。与层面方向一致。石墨含量一般为3%~10%,最高20%以上,常 与古老变质岩(片岩、片麻岩)中石英,长石,透辉石等矿物共生,在火成岩与石灰岩接触带 也可见到。鳞片状石墨具层状结构,其润滑性,柔韧性,耐热性和导电性能均比其他石墨好。 主要用作制取高纯石墨制品的原料。 鳞片石墨根据固定碳含量分为高纯石墨、高碳石墨、中碳石墨及低碳石墨4 类,依照 产品粒径、固定碳含量共分为212 种牌号。高纯石墨(固定碳含量大于或等于99.9%)主要用 于柔性石墨密封材料,代替白金坩埚用于化学试剂熔融及润滑剂基料等;高碳石墨(固定碳 含量94.0%~99.9%)主要用于耐火材料、润滑剂基料、电刷原料、电碳制品、电池原料、 铅笔原料、填充料及涂料等;中碳石墨(固定碳含量80%~94%)主要用于坩埚、耐火材料、 铸造材料、铸造涂料、铅笔原料、电池原料及染料等。低碳石墨(固定碳含量大于或等于 50.0%~80.0%)主要用于铸造涂料。 土状石墨 (隐晶质石墨) 土状石墨又称非晶质石墨或隐晶质石墨,这种石墨的晶体直径一般小于1 微米,是微 晶石墨的集合体,只有在电子显微镜下才能见到晶形。此类石墨的特点是表面呈土状,缺乏 光泽,润滑性也差。品位较高。一般的60~80%。少数高达90%以上。矿石可选性较差。 微晶石墨分为有铁要求者和无铁要求者2 类,依照产品固定碳含量、最大粒径分 为60 个牌号,各种牌号石墨产品其外观要求产品中不得有肉眼可见的木屑、铁屑、石 粒等杂物,产品不被其他杂质污染。微晶石墨中酸溶铁含量不大于 1%者,主要用于铅 笔、电池、焊条、石墨乳剂、石墨轴承的配料及电池碳棒的原料等;无铁要求的微晶 石墨主要用于铸造材料、耐火材料、染料及电极糊等原料。 石墨矿石的自然类型 工业上将石墨矿石分为晶质(鳞片状)石墨矿石和稳晶质(土状)石墨矿石两大类。晶质石 墨矿石又可分为鳞片状和致密状两种。 中国石墨矿石以鳞片状晶质类型为主,其次为隐晶质类型,致密状晶质石墨只见于新疆 托克布拉等个别矿床中,工业价值不大。 鳞片状石墨矿石结晶较好,晶体粒径大于1μm,一般为0.05~1.5mm,大的可达5~ 10mm,多呈集合体。矿石品位较低,一般为3%~13.5%。伴生的矿物有云母、长石、石英、透闪石、透辉石、石榴石和少量硫铁矿、方解石等,有时还伴有金红石,钒云母等有用 组分。鳞片石墨矿石按其所赋存岩石的岩性不同,分片麻岩型、片岩型、透辉岩型、变粒岩 型、混合岩型、大理岩型及花岗岩型等七种,前六种矿石类型产于区域变质成因矿床中,后 一种矿石类型则产于岩浆热液成因矿床中。 稳晶质石墨矿石一般呈微晶集合体,晶体粒径小于1μm,只有在电子显微镜下才能观 察到其晶形。矿石呈灰黑色、钢灰色,一般光泽暗淡,具有致密块状、土状及层状、页片状 构造。隐晶石墨的工艺性能不如鳞片状石墨,工业应用范围也较小,矿石品位一般都较高, 但矿石可选性差。矿物成分以石墨为主,伴生有红柱石、水云母、绢云母及少量黄铁矿、电 气石、褐铁矿、方解石等。品位一般为60%~80%、灰分为15%~22%、挥发分为1%~ 2%、水分为2%~7%。 中国石墨矿资源特点 一、矿床规模 中国石墨矿的规模以大、中型为主,保有储量的矿产地中,大型矿占23%,中型矿占44%, 小型矿占33%。其中:晶质石墨矿的规模以大、中型矿居多,占矿产地总数的70%(大型 矿占26%、中型矿占44%),晶质石墨保有矿物储量约88%集中分布于大型矿中,其中: 黑龙江省萝北县云山、勃利县佛岭、鸡西市柳毛和四川省攀枝花市中坝4 处为世界罕见规 模特大的矿床,各矿保有储量为大型矿规模下限的15~40 多倍,共计保有矿物储量占全国 晶质石墨保有矿物储量的66%,其他中型和小型矿的保有储量只占11%和1%;隐晶质石 墨矿的规模以中、小型为主(中型矿占38%、小型矿占54%),但唯一的湖南省桂阳县荷 叶大型矿却集中了隐晶质石墨保有矿石储量的57%,其他中型矿的储量占39%,小型矿的 储量只占4%。 二、矿石质量 中国石墨矿石质量优良。晶质石墨矿石品位虽然总体属于中等,但也不乏富矿石,矿石中石 墨呈鳞片状,结晶程度较高,杂质含量较少,易于选别;隐晶质石墨矿石品位高、杂质含量 少。无论是用晶质石墨矿石生产的鳞片石墨产品,还是用隐晶质石墨矿石生产的微晶石墨产 品,工艺性能好,在国际市场中久享盛誉。 晶质石墨矿石品位相差较悬殊,各矿床矿石中固定碳含量为2.34%~34.55%,平均为7.4% 左右。矿床平均品位较富的(矿石固定碳含量平均大于10%)有15 处,其中:大型矿5 中型矿4处、小型矿6 处,共计保有储量占晶质石墨总保有矿物储量的46%,主要分布于 黑龙江、江西、湖北、四川及海南等地的矿床中。矿床平均品位中等的(矿石固定碳含量为 5%~10%)有30 处,其中:大型矿10 处、中型矿13 处、小型矿7 处,共计保有储量占 晶质石墨总保有矿物储量的37%,主要分布于黑龙江、四川、河南、陕西等地的矿床中。 矿床平均品位较低的(矿石固定碳含量平均为2%~5%)有45 处,其中:大型矿8 型矿23处、小型矿14 处,共计保有储量占晶质石墨总保有矿物储量的17%,主要分布于 山东、内蒙古、山西、河北等地的矿床中。 晶质石墨矿床矿石中主要有害杂质铁、硫、磷的含量,各个矿床由于矿床类型和矿石类型的 区别而不尽相同,一般含量为:Fe2O3 3%~10%,S 1%~4%,P2O5 0.02%~0.55%, 总体来说,有害杂质含量不高,且通过选矿后一般即可基本脱除。 晶质石墨矿石中石墨鳞片片径多在0.05~1.5mm之间,有的可达5~10mm,总体以中等 鳞片居多。矿石中含有大鳞片石墨(+100 目、0.147mm)比例高的矿床约占晶质石墨矿 产地的1/3,保有储量约占晶质石墨保有矿物储量的10%以上,主要分布于山东、内蒙古及 湖北等地的矿床中;其余大多数矿床矿石中含大鳞片石墨的比例不高,以中等鳞片(+200 目、0.074mm)石墨为主,只有少数矿床矿石中石墨以细小鳞片(0.074~0.01mm)为主。 隐晶质石墨矿石品位相差也很悬殊,各矿床矿石中固定碳平均含量12.17%~85.39%,平均 为70.8%左右。矿床平均品位富的(矿石固定碳含量为71%~86%)有5 处,其中:大型 处,中型矿2处,小型矿2 处,共计保有储量占隐晶质石墨总保有矿石储量的76%, 主要分布于湖南以及广东等地的矿床中。矿床平均品位中等的(矿石固定碳含量为60%~ 70%)3 处,其中:中型矿1 处,小型矿2 处,保有储量占隐晶质石墨总保有矿石储量的 13%。矿床平均品位低贫的(矿石固定碳含量为12%~56%)有5 处,其中:中型矿2 小型矿3处,共计保有储量占隐晶质石墨总保有矿石储量11%,分布于广东、陕西、吉林、 北京等地的矿床中。隐晶质石墨矿石中主要有害杂质硫的含量一般较低,多为0.26%~ 1.16%。 三、共、伴生矿产 中国石墨矿床中,与石墨共、伴生的其他矿产较少,综合回收价值不高。与晶质石墨共生的 有益组分主要有硫、钛、钒三种:硫赋存于黄铁矿与磁黄铁矿中,钛赋存于钛铁矿与金红石 中,钒赋存于钒云母与钙钒榴石等矿物中。湖北宜昌三岔垭和内蒙古兴和等石墨矿矿石中 SO3 含量达3.2%~3.5%;山东莱西南墅和内蒙古土默特什报气等石墨矿矿石中,SO3 量达3.4%~4.3%,TiO2含量达0.35%~0.6%;江西金溪峡山和黑龙江鸡西市柳毛等石墨 矿矿石中,TiO2 含量达0.35%~0.68%、V2O5 含量达0.13%~0.33%。与隐晶质石墨共 生的矿产更为鲜见,只在部分矿床中,见有未变质好的无烟煤或由原来煤系地层中的粘土质 岩变质而成瓷土,品质都差。 四、可选性能 中国晶质石墨矿石品位不高,需经选矿才能得到符合工业要求的高纯度鳞片石墨产品。大多 数晶质石墨矿石的可选性能良好,尤以片麻岩型矿更佳,虽然多属贫矿石,品位一般仅为 3%~5%,但石墨和脉石矿物粒度较大,片状或泥质物较小,有利于分选。一些矿床勘探选 矿试验结果说明,片麻岩型矿石选矿流程较简单,一般经一次粗磨、三次再磨、六次精选的 闭路浮选后,精矿品位可达85%~94%,回收率90%~95%,尾矿品位小于0.4%,精矿中 +100 目(0.147mm)产率在30%~40%以上。因此,分布于山东南墅、北墅和内蒙古兴 和石墨矿等矿床中的低品位片麻岩型矿石,得到广泛开发利用,成为中国生产鳞片石墨尤其 是大鳞片石墨产品的主要原料。广泛分布于黑龙江、湖北、四川、河南等地矿床中的片岩型 矿石,矿石品位较高,一般通过浮选也能获得精矿品位90%~92%,回收率92%~95%, 尾矿品位0.4%~0.6%的选别效果,正日益得到广泛利用。其他矿石类型的矿石可选性能也 较好,只有个别矿床矿石较难选,选矿流程较复杂,精矿品位较低。隐晶质石墨矿石精选一 般较困难,也不经济。中国隐晶质石墨矿石品位一般较高,杂质较少,因此,矿石只需经手 选、粉碎、磨粉后,即可生产出符合工业要求的微晶石墨产品。 五、开采技术条件 中国石墨矿床开采技术条件一般为简单-中等复杂。晶质石墨矿床一般适于露天开采,多数 可山坡露天开采,矿体位于当地侵蚀基准面以上,大部分裸露地表,地形有利于自然排水, 矿石和围岩的稳固性较好,一般无较厚的软弱层等不良工程地质现象,预计矿坑涌水量小, 矿区水文地质条件简单;少数晶质石墨矿床由于矿体处于当地侵蚀基准面以下,需采用凹陷 露天开采,有的矿床邻近有地表水体影响,开采技术条件相对要复杂一些。多数晶质石墨矿 床由于矿体内部夹石和顶板剥离量大,剥采比达11~61。晶质石墨矿床风化带厚度一 般小于50m,原生矿石风化后,有利于采选,化学成分变化不大。隐晶质石墨矿一般适于 地下开采,矿体厚度小,形态复杂、质地松软,顶底板围岩的稳定性较差,开采巷道预计涌 水量不大,矿床工程地质水文地质条件中等,通常可采用平硐和斜井开拓、分层崩落法采矿。