فلوتاسیون گرافیت طبیعی: فرآوری و بازیابی کانی های آب گریز
مقدمه
گرافیت طبیعی یکی از معدود کانی هایی است که به طور ذاتی خاصیت آب گریزی دارد. این ویژگی آن را برای فلوتاسیون بسیار مناسب می سازد. گرافیت کاربردهای فراوانی در صنایع باتری سازی، روان سازها، نسوزها، الکترودهای گرافیتی و نانوفناوری دارد. فرآیند فلوتاسیون، مؤثرترین روش برای تولید گرافیت با عیار بالا از سنگ معدن است.

ویژگی های گرافیت طبیعی
گرافیت طبیعی در سه شکل اصلی ظاهر می شود:

ورقه ای (Flake) – باارزش ترین نوع از نظر صنعتی

بلوری یا کلوخه ای (Lump) – نادر و با خلوص بالا

آمورف یا خاکی (Amorphous) – کم ارزش تر و نرم تر

خواص آب گریزی سطح گرافیت به طور طبیعی وجود دارد، اما در طول عملیات خردایش و تماس با آب، سطح آن ممکن است اکسید یا آلودگی سطحی پیدا کند که باید با تمهیداتی اصلاح شود.

مراحل فلوتاسیون گرافیت
۱. خردایش و دانه بندی
برای جلوگیری از شکست ساختار ورقه ای گرافیت و حفظ کیفیت، از آسیاب های ملایم مانند آسیاب های میله ای استفاده می شود. دانه بندی ۰٫۲ تا ۰٫۵ میلی متر برای فلوتاسیون مناسب است.

۲. اصلاح سطح
در صورت اکسید شدن سطح گرافیت، عملکرد فلوتاسیون کاهش می یابد. برای بازگرداندن خاصیت آب گریزی از مواد احیاکننده مانند کربنات سدیم یا سولفیت سدیم استفاده می شود.

۳. استفاده از کلکتورها
اگرچه گرافیت خاصیت آب گریز دارد، استفاده از مقدار کمی کلکتور غیر یونی یا کلکتورهای ضعیف آنیونی (مانند اسید اولئیک) به پایداری فرآیند کمک می کند. دوز بیش ازحد کلکتور منجر به آلوده شدن کف و کاهش خلوص می شود.

۴. کف سازها
کف سازهایی چون MIBC یا روغن کاج برای ایجاد کف پایدار استفاده می شوند. کف باید سبک، پایدار و قابل کنترل باشد تا از بازیابی بیش ازحد ناخالصی جلوگیری شود.

۵. مراحل چندگانه فلوتاسیون
برای دستیابی به گرافیت با عیار بیش از ۹۵٪، معمولاً از ۴ تا ۵ مرحله فلوتاسیون تمیزکننده استفاده می شود. در هر مرحله ناخالصی ها کاهش یافته و کنسانتره خالص تر به دست می آید.

چالش ها و ملاحظات
خرد شدن بیش ازحد ورقه ها باعث کاهش ارزش محصول می شود

آلودگی سطحی با گل رس و اکسیدها باعث افت عملکرد فلوتاسیون می شود

شناوری ناخالصی های آلی و معدنی در مراحل اولیه فرآیند

بهینه سازی فرآیند
کنترل دقیق pH بین ۷ تا ۸٫۵

استفاده از بازداشت کننده های ملایم برای سیلیس و کانی های همراه

به کارگیری ترکیبی از مدارهای ثقلی و فلوتاسیون در صورت وجود ناخالصی های سنگین

نتیجه گیری
گرافیت طبیعی با استفاده از فلوتاسیون قابل تبدیل به محصولی با خلوص بالا و مناسب برای کاربردهای صنعتی پیشرفته است. توجه به شرایط سطح کانی، انتخاب مواد شیمیایی مناسب و طراحی مدار چندمرحله ای، کلید موفقیت در فرآیند فرآوری گرافیت است.