تلعب معالجة خام الجرافيت دورًا حاسمًا في إنتاج جرافيت عالي الجودة للاستخدام في البطاريات والصناعات المختلفة. ومع الطلب العالمي المتزايد المدفوع بالمركبات الكهربائية، من المتوقع أن تنمو الحاجة إلى الجرافيت عالي النقاء بنحو 500٪ بحلول عام 2050.
سواء كانت معالجة الجرافيت الرقائقي البلوري أو الخام غير المتبلور، فإن خط المعالجة المصمم جيدًا ضروري لتحقيق أقصى معدل استخلاص وضمان جودة المنتج.
قيمة الجرافيت: لماذا يهم حجم الرقائق
في إنتاج الجرافيت، يتمثل التحدي الرئيسي في الحفاظ على رقائق الجرافيت الكبيرة (+80 مش)، والتي تتمتع بقيمة سوقية أعلى بكثير مقارنة بالمساحيق الدقيقة.
تعتمد شركة FTM Machinery استراتيجية طحن متعددة المراحل وفصل متعدد المراحل. وبمجرد تحرير رقائق الجرافيت من الشوائب، يتم استخلاصها فورًا لمنع تلفها بسبب الطحن المفرط.
| درجة الجرافيت | حجم الشبكة | التطبيق | القيمة السوقية |
| رقائق كبيرة جدًا | +50 مش | جرافيت قابل للتمدد، مواد مثبطة للهب | الأعلى |
| رقائق كبيرة | +80 مش | مواد حرارية، مواد تشحيم عالية الجودة | مرتفعة |
| رقائق متوسطة/دقيقة | −100 مش، −200 مش | أنودات البطاريات (بعد التكوير) | متوسطة |
بناءً على هذه المتطلبات، تتضمن عملية إثراء الجرافيت النموذجية التكسير، والطحن المتحكم فيه، والتعويم متعدد المراحل، يتبعها نزع المياه والتجفيف.
تكسير خام الجرافيت
يحتوي خام الجرافيت الخام عادةً على نسبة 3٪ إلى 15٪ من الكربون الثابت (FC). ويهدف نظام التكسير إلى تحضير تغذية متجانسة لمطاحن الطحن مع تقليل الغبار.
- التكسير الأولي (كسارات الفك): مصممة للتكسير عالي السعة. تقوم كسارات الفك من سلسلة PE بتقليل حجم الخام من 500 مم إلى أقل من 100 مم.
- التكسير الثانوي/الثالثي (الكسارة المخروطية): بالنسبة للجرافيت، تُفضل الكسارات المخروطية الهيدروليكية لقدرتها على إنتاج شكل مكعب متجانس، مما يحسن كفاءة مطحنة الكرات اللاحقة.
طحن خام الجرافيت
يُعد الطحن المفرط «قاتل الأرباح" في معالجة الجرافيت.
- الطحن الأولي (مطاحن القضبان): على عكس مطاحن الكرات، تستخدم مطاحن القضبان طحن «التلامس الخطي"، مما يوفر ضغطًا كافيًا لتحرير الرقائق من الكوارتز دون إحداث «تكسير صَدمي" يؤدي إلى تفتت الرقائق الكبيرة.
- إعادة الطحن الثانوية (مطاحن الكرات ذات التفريغ الفائض): بعد جمع المركز الأولي، تُستخدم مطاحن الكرات لـ«تلميع" الرقائق وإزالة الشوائب الملتصقة (الميكا/السيليكات) للوصول إلى مستويات نقاء أعلى (>90٪).
تعويم خام الجرافيت
الجرافيت بطبيعته كاره للماء، أي يلتصق بفقاعات الهواء بينما تغوص المخلفات (الشوائب). ومع ذلك، يتطلب الوصول إلى درجة نقاء مناسبة للبطاريات عدة مراحل تنظيف (عادة من 5 إلى 10 دورات).
مكونات دائرة التعويم:
- التعويم الأولي: خلايا التعويم ذات السعة الكبيرة SF أو XCF تزيل معظم المخلفات (الكوارتز/الفلسبار) بسرعة.
- التنظيف: يُعاد طحن المركز وتعويمه بشكل متكرر، حيث تقرب كل مرحلة «تنظيف" محتوى الكربون الثابت من الهدف 94–97٪.
- المجمع: الكيروسين أو الديزل (حوالي 150–300 جم/طن). عامل الرغوة: زيت الصنوبر أو MIBC، ويُستخدم لتكوين فقاعات مستقرة وقابلة للتحكم.
نزع المياه وتجفيف خام الجرافيت
يخرج المركز النهائي على شكل ملاط (حوالي 30–40٪ مواد صلبة) ويجب تحويله إلى منتج جاف صالح للنقل.
- التكثيف: تزيد المكثفات عالية الكفاءة نسبة المواد الصلبة إلى 60٪.
- الترشيح: تقلل مكابس الترشيح الأوتوماتيكية ذات الغرف من الرطوبة إلى 15٪. ويُعد ذلك المعيار الصناعي من حيث الكفاءة والتكلفة للمصانع ذات السعات الكبيرة.
- التجفيف الدوار: لتلبية معايير التصدير، يجب أن تكون الرطوبة النهائية أقل من 1٪. تضمن المجففات الدوارة الصناعية بقاء الرقائق حرة التدفق دون أكسدة.
يتميز كل مكمن من مكامن الجرافيت بتحديات معالجة فريدة. ويُعد اختيار المعدات المناسبة وتدفق العملية الصحيح أمرًا حاسمًا لتحقيق معدلات استخلاص عالية وجودة منتج متميزة.
للحصول على حلول مخصصة لإنتاج الجرافيت، أو اختيار المعدات، أو دعم تصميم المصانع، فإن استشارة مهندسي إثراء ذوي خبرة يمكن أن تقلل بشكل كبير من مخاطر المشروع. اتصل بنا
مشكلات معالجة الجرافيت الشائعة والحلول
المشكلة 1: انخفاض درجة تركيز المنتج
- الحل: زيادة عدد مراحل التنظيف والتحقق من وجود «جسيمات مقفلة" (جرافيت مرتبط بالكوارتز). قد تكون هناك حاجة إلى مرحلة إعادة طحن أدق.
المشكلة 2: فقدان الرقائق الكبيرة
- الحل: تقليل زمن الطحن في الدائرة الأولية. استخدام مصنف حلزوني أو هيدروسيكلون لإزالة الجرافيت المحرر بسرعة من دائرة الطحن.
المشكلة 3: ارتفاع نسبة الشوائب (محتوى الرماد)
- الحل: إذا كان الجرافيت مرتبطًا بمعادن ثقيلة مثل البيريت، فيمكن استخدام الفصل بالجاذبية مثل طاولات الاهتزاز قبل التعويم النهائي لتقليل محتوى الرماد.
