Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu công nghệ nâng cao hàm lượng graphit trong quặng tinh graphit mỏ Bảo Hà đã qua quá trình nung phân hủy từ 97% C lên 99,4% C bằng phương pháp hóa. Các thông số ảnh hưởng đến quá trình công nghệ bao gồm: loại axit, nồng độ dung môi, nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ rắn/lỏng. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, với chế độ công nghệ như 10% axit sunfuric, nhiệt độ phòng, thời gian 120 phút, tỷ lệ rắn/lỏng = 1:5 đã nâng hàm lượng cacbon trong sản phẩm graphit lên 99,4% C, đáp ứng yêu cầu làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp chế tạo pin litium ion.

Để chế biến graphit chất lượng cao (> 95% C) từ quặng tinh graphit có thể sử dụng phương pháp hóa hoặc phương pháp nhiệt.

Phương pháp xử lí nhiệt là dùng nhiệt độ rất cao (4500^oC) làm bay hơi các tạp chất có trong graphit. Sản phẩm graphit nhận được theo phương pháp này có thể đạt 99,9% C [2]. Cũng có thể bằng cách nung nóng graphit đến nhiệt độ 2500^oC trong điều kiện không có không khí, các tạp chất có nhiệt độ bay hơi thấp sẽ bị bay hơi. Một vài công trình nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, từ graphit chứa 85÷89% C qua các công đoạn như nung phân hủy với kiềm/hòa tách với axit dưới áp suất 0,5 MPa có thể nhận được graphit đạt 98÷99% C [3].
Phương pháp hóa dựa vào phản ứng hóa học để tách tạp chất. Các tác nhân được dùng để loại bỏ tạp chất gồm NaOH/Na₂CO₃, HF, HCl, H₂SO₄. Graphit nhận được bằng phương pháp này đạt 97÷98%.

Quặng graphit mỏ Bảo Hà, Lào Cai, Việt Nam có cấu trúc vảy, hàm lượng từ 10÷12% C, còn lại là tạp chất của canxi, nhôm, magie, sắt, v.v... Qua công đoạn nghiền - tuyển nổi có thể nâng hàm lượng ≥ 94% C (quặng tinh loại 1) và ≥ 83% C (quặng tinh loại 2).

Nhu cầu sử dụng graphit cấu trúc dạng vảy để sản xuất gạch chịu lửa Mg-C phục vụ các nhà máy sản xuất thép trong nước ngày càng tăng. Với hàm lượng cacbon ≥ 94%, quặng tinh loại 1 là nguyên liệu cho sản xuất gạch Mg-C, tuy nhiên hàm lượng cacbon trong graphit càng cao thì tuổi thọ của gạch Mg-C càng dài. Xu hướng chung hiện nay là sử dụng graphit ≥ 99% C phối trộn với sạn magie để làm gạch Mg-C cao cấp đáp ứng yêu cầu của lò luyện thép.

Bài báo này trình bày các kết quả nghiên cứu công nghệ chế biến sâu quặng tinh graphit mỏ Bảo Hà, tỉnh Lào Cai từ 95,7% C lên > 99% C.

Xem toàn bộ bài viết tại đây.