NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ TUYỂN QUẶNG GRAPHIT MỎ BẢO HÀ, LÀO CAI NHẰM THU HỒI TỐI ĐA GRAPHIT DẠNG VẢY

Tài liệu nghiên cứu Nghiên cứu công nghệ tuyển quặng graphit mỏ bảo hà lào cai nhằm thu hồi tối đa graphit dạng vảy, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu

• Tác giả: Trần Thị Hiến
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Sơn
• Trường học: Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Tuyển Khoáng
• Đề tài: Nghiên Cứu Công Nghệ Tuyển Quặng Graphit Mỏ Bảo Hà, Lào Cai Nhằm Thu Hồi Tối Đa Graphit Dạng Vảy
• Loại tài liệu: Luận Án Tiến Sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Tuyển Quặng Graphit Mỏ Bảo Hà 55

Việt Nam sở hữu trữ lượng quặng graphit đáng kể, khoảng 26,327 triệu tấn, tập trung tại Yên Bái và Lào Cai. Mỏ Bảo Hà, Lào Cai, chiếm khoảng 3,171 triệu tấn. Chất lượng graphit phụ thuộc vào kích thước hạt, hàm lượng cacbon và khoáng tạp. Quặng nguyên khai thường có hàm lượng cacbon thấp và nhiều tạp chất, cần tuyển quặng graphit để đạt chất lượng thương phẩm. Đặc điểm cơ lý, hóa học và cấu trúc hạt quyết định ứng dụng và giá trị của sản phẩm. Quy trình gia công và tuyển quặng đóng vai trò then chốt trong việc nâng cao chất lượng quặng tinh. Graphit dạng vảy tại mỏ Bảo Hà có tỷ lệ lớn, trên 90%, và được đánh giá cao về chất lượng. Nghiên cứu công nghệ tuyển quặng graphit mỏ Bảo Hà là cần thiết để tách tạp chất, giữ cấu trúc vảy, làm giàu quặng và nâng cao giá trị sản phẩm.

1.1. Tầm quan trọng của graphit dạng vảy mỏ Bảo Hà

Graphit dạng vảy được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp, công nghệ cao và đời sống, có giá trị thương phẩm cao. Giá graphit vảy dao động từ 750 đến 1600 $/tấn, cao hơn so với graphit dạng hạt mịn. Nghiên cứu gia công và tuyển quặng graphit mỏ Bảo Hà nhằm đảm bảo tách tạp chất, giữ cấu trúc vảy, làm giàu quặng và nâng cao giá trị sản phẩm, góp phần nâng cao hiệu quả khai thác và chế biến. Theo [16, 25], giá graphit dạng vảy cao hơn nhiều so với graphit vô định hình, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tối ưu hóa thu hồi.

1.2. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu tuyển quặng graphit

Đề tài “Nghiên cứu công nghệ tuyển quặng graphit mỏ Bảo Hà, Lào Cai nhằm thu hồi tối đa graphit dạng vảy” được thực hiện để xác định quy trình công nghệ tuyển quặng graphit chưa được nghiên cứu đầy đủ và thử nghiệm trên quy mô pilot. Nghiên cứu này có tính khoa học, làm sáng tỏ lý luận về thành phần vật chất và cấu trúc quặng. Đồng thời, nó mang ý nghĩa thực tế, nâng cao giá trị kinh tế và chất lượng sản phẩm, đáp ứng yêu cầu nguyên liệu và thay thế hàng nhập khẩu. Mục tiêu là phát triển quy trình, điều kiện và chế độ công nghệ phù hợp để thu hồi hiệu quả quặng graphit.

II. Thách Thức Tối Ưu Thu Hồi Graphit Vảy Nghiên Cứu 58

Nghiên cứu này nhằm làm sáng tỏ cơ sở khoa học về ảnh hưởng của thành phần vật chất khoáng vật graphit và mẫu quặng mỏ Bảo Hà, xác định dạng tồn tại khoáng graphit cấu trúc vảy. Phương pháp gia công chuẩn bị quặng trong quá trình chế biến cũng được xem xét, cùng với ảnh hưởng của phương pháp và quy trình tuyển mẫu quặng. Mục tiêu là đạt được quy trình công nghệ, điều kiện và chế độ tuyển phù hợp, thu hồi tối đa graphit dạng vảy. Quặng tinh tổng hợp cần đạt chất lượng với hàm lượng cacbon 80-92% C và thực thu tổng hợp ≥ 90%, trong đó, quặng tinh graphit vảy +100 mesh (+0,149 mm) phải có hàm lượng C ≥ 94%.

2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu tập trung vào mỏ Bảo Hà

Đối tượng nghiên cứu là mẫu quặng graphit nguyên khai mỏ Bảo Hà, tỉnh Lào Cai. Phạm vi nghiên cứu bao gồm đặc điểm thành phần vật chất quặng graphit, ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến quá trình nghiền, tuyển nổi, phân tích chìm nổi trong dung dịch tỷ trọng nặng. Nghiên cứu cũng áp dụng quá trình nghiền chà xát quặng tinh graphit tuyển sơ bộ. Mục tiêu là tối ưu hóa sơ đồ và chế độ nghiền chà xát và tuyển nổi để thu hồi tối đa lượng graphit dạng vảy. Các thí nghiệm được thực hiện để đánh giá ảnh hưởng của các thông số đến hiệu quả thu hồi.

2.2. Phương pháp nghiên cứu kết hợp lý thuyết và thực nghiệm

Các phương pháp nghiên cứu bao gồm tổng hợp, hệ thống hóa tài liệu về graphit và tuyển quặng graphit, thực nghiệm phân tích thành phần khoáng vật, thạch học, kích thước hạt, hàm lượng hóa học. Sử dụng các thiết bị như kính hiển vi quang học Leica DM750P, phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD, thiết bị Siemens D5005), kính hiển vi điện tử quét (SEM, thiết bị JEOL JSM-6310). Các thí nghiệm được thực hiện trong phòng trên các thiết bị nghiền bi, nghiền chà xát và tuyển nổi. Kết quả thí nghiệm được tính toán và xử lý bằng phần mềm Excel, Word, vẽ biểu đồ và tìm điểm tối ưu của các điều kiện ảnh hưởng đến quá trình tuyển. Luận án kế thừa kết quả từ đề tài cấp nhà nước do NCS làm chủ nhiệm (ĐTĐL.44/15).

III. Nghiên Cứu Tuyển Nổi Sơ Bộ Quặng Graphit Bảo Hà 52

Nghiên cứu tuyển nổi sơ bộ mẫu quặng nhằm xác định các thông số công nghệ phù hợp cho quá trình tuyển quặng graphit. Thí nghiệm được thực hiện để xác định đặc tính nghiền, điều kiện và chế độ tuyển nổi sơ bộ, độ mịn nghiền tối ưu, nồng độ tuyển nổi, chi phí thuốc điều chỉnh môi trường, thuốc đè chìm, thuốc tập hợp và thuốc tạo bọt. Thí nghiệm tuyển vét và tuyển tinh cũng được tiến hành. Kết luận về thí nghiệm tuyển sơ bộ mẫu quặng graphit được rút ra ở độ hạt nghiền thô.

3.1. Thí nghiệm xác định các thông số tuyển nổi sơ bộ

Các thí nghiệm bao gồm xác định đặc tính nghiền nhằm tối ưu hóa quá trình chuẩn bị quặng. Điều kiện và chế độ tuyển nổi sơ bộ được thí nghiệm để đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố như thời gian, tốc độ khuấy và tỷ lệ thuốc thử. Độ mịn nghiền tối ưu được xác định để đảm bảo giải phóng khoáng vật hiệu quả mà không làm mất graphit vảy. Nồng độ tuyển nổi được điều chỉnh để đạt hiệu quả thu hồi cao nhất. Chi phí thuốc điều chỉnh môi trường, thuốc đè chìm, thuốc tập hợp và thuốc tạo bọt được tối ưu hóa để giảm chi phí vận hành. Các thí nghiệm này cung cấp dữ liệu quan trọng cho việc thiết kế quy trình tuyển nổi hiệu quả.

3.2. Đánh giá hiệu quả tuyển vét và tuyển tinh quặng graphit

Thí nghiệm tuyển vét được thực hiện để thu hồi graphit còn sót lại trong sản phẩm ngăn máy, nâng cao hiệu quả thu hồi tổng thể. Thí nghiệm tuyển tinh được tiến hành để làm giàu sản phẩm graphit, loại bỏ các tạp chất còn lại. Kết quả thí nghiệm tuyển sơ bộ được sử dụng để đánh giá tiềm năng của quặng và định hướng cho các nghiên cứu tiếp theo. Kết luận về thí nghiệm tuyển sơ bộ mẫu quặng graphit được rút ra ở độ hạt nghiền thô, cung cấp cơ sở cho việc phát triển quy trình tuyển hiệu quả và kinh tế. Việc đánh giá này giúp xác định các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả tuyển và đưa ra các giải pháp cải tiến quy trình.

IV. Nghiền Chà Xát Tuyển Nổi Thu Hồi Graphit Vảy Thô 59

Nghiên cứu này tập trung vào việc thu hồi quặng tinh graphit vảy thô bằng phương pháp nghiền chà xát và tuyển nổi. Khái niệm về công nghệ và thiết bị nghiền chà xát được trình bày. Phương pháp luận đánh giá mức độ giải phóng khoáng vật bằng phân tích thành phần tỷ trọng trong dung dịch nặng được áp dụng. Thí nghiệm đánh giá mức độ giải phóng khoáng vật bằng phương pháp nghiền chà xát và phân tích thành phần tỷ trọng quặng tinh graphit tuyển sơ bộ cấp +0,149mm được thực hiện.

4.1. Đánh giá mức độ giải phóng khoáng vật bằng nghiền chà xát

Mục đích nghiên cứu là cải thiện chất lượng sản phẩm graphit. Phương pháp luận đánh giá dựa trên phân tích thành phần tỷ trọng trong dung dịch nặng, giúp xác định mức độ giải phóng khoáng vật graphit khỏi các khoáng tạp. Thí nghiệm nghiền chà xát được thực hiện để phá vỡ liên kết giữa graphit và tạp chất. Phân tích thành phần tỷ trọng quặng tinh graphit tuyển sơ bộ cấp +0,149mm cung cấp thông tin về thành phần khoáng vật và mức độ giải phóng, từ đó tối ưu hóa quá trình nghiền chà xát. Điều này đặc biệt quan trọng để thu hồi graphit vảy thô chất lượng cao.

4.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số đến nghiền chà xát

Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số đến quá trình nghiền chà xát bao gồm xác định ảnh hưởng nồng độ bùn quặng, tốc độ cánh khuấy, tỷ lệ bi/quặng và thời gian nghiền chà xát. Mục tiêu là tối ưu hóa các thông số để đạt hiệu quả nghiền chà xát cao nhất, giải phóng tối đa graphit vảy mà không làm giảm chất lượng. Nghiên cứu cũng tập trung vào việc xác định điều kiện nghiền chà xát và tuyển nổi để nâng cao chất lượng sản phẩm graphit. Kết quả nghiên cứu cung cấp thông tin quan trọng cho việc thiết kế và vận hành quy trình nghiền chà xát hiệu quả.

V. Sơ Đồ Tuyển Nổi Tối Ưu Thu Hồi Graphit Dạng Vảy 59

Nghiên cứu sơ đồ tuyển nổi nhằm thu hồi tối đa quặng tinh graphit dạng vảy. Thí nghiệm tuyển tinh thu hồi quặng tinh graphit hạt mịn và thí nghiệm nghiền và tuyển lại sản phẩm trung gian được thực hiện. Thí nghiệm tuyển sơ đồ vòng kín được tiến hành với các sơ đồ khác nhau: hai lần nghiền chà xát lại quặng tinh, ba lần nghiền chà xát quặng tinh và xử lý sản phẩm trung gian đưa sang khâu tuyển tinh 4. Thí nghiệm tuyển quặng graphit quy mô pilot cũng được thực hiện.

5.1. Thí nghiệm tuyển tinh và nghiền tuyển lại sản phẩm trung gian

Thí nghiệm tuyển tinh tập trung vào thu hồi quặng tinh graphit hạt mịn, một phần quan trọng của tổng thu hồi graphit. Thí nghiệm nghiền và tuyển lại sản phẩm trung gian được thực hiện để tiếp tục làm giàu các sản phẩm chưa đạt chất lượng yêu cầu, giảm thiểu thất thoát graphit. Các sản phẩm trung gian này thường chứa một lượng đáng kể graphit còn liên kết với tạp chất, việc nghiền và tuyển lại giúp giải phóng và thu hồi chúng. Các thí nghiệm này nhằm tối ưu hóa hiệu quả thu hồi graphit trong toàn bộ quy trình.

5.2. Thí nghiệm tuyển sơ đồ vòng kín và quy mô pilot

Thí nghiệm tuyển sơ đồ vòng kín được tiến hành với nhiều cấu hình khác nhau, bao gồm hai và ba lần nghiền chà xát lại quặng tinh, cũng như xử lý sản phẩm trung gian đưa sang khâu tuyển tinh. Mục tiêu là đánh giá hiệu quả của việc tuần hoàn các sản phẩm trung gian trong quy trình tuyển. Thí nghiệm tuyển quặng graphit quy mô pilot được thực hiện để kiểm chứng và điều chỉnh quy trình trên quy mô lớn hơn, gần với điều kiện sản xuất thực tế. Kết quả từ thí nghiệm pilot cung cấp dữ liệu quan trọng cho việc thiết kế và vận hành nhà máy tuyển quặng graphit.

VI. Kiến Nghị Quy Trình Tuyển Quặng Graphit Mỏ Bảo Hà 54

Tính toán, thiết kế lắp đặt và chạy thử hệ thống thiết bị thí nghiệm pilot với năng suất 100 kg/h đã được thực hiện. Kết quả chạy thử nghiệm trên dây chuyền pilot được phân tích. Quặng tinh và quặng thải sau chạy pilot được phân tích thành phần. Đánh giá quá trình chạy pilot được thực hiện. Sơ đồ kiến nghị và các chỉ tiêu công nghệ dự kiến được đưa ra. Kết luận chương 5 được trình bày.

6.1. Kết quả và đánh giá quá trình chạy thử nghiệm pilot

Hệ thống thiết bị thí nghiệm pilot với năng suất 100 kg/h được thiết kế, lắp đặt và chạy thử nghiệm để kiểm chứng quy trình tuyển quặng graphit trên quy mô gần với thực tế sản xuất. Kết quả chạy thử nghiệm cung cấp dữ liệu về hiệu suất, độ ổn định và các vấn đề phát sinh trong quá trình vận hành. Phân tích thành phần quặng tinh và quặng thải sau chạy pilot giúp đánh giá hiệu quả thu hồi và làm giàu. Đánh giá chi tiết quá trình chạy pilot được thực hiện để xác định các điểm cần cải thiện và tối ưu hóa quy trình. Những đánh giá này rất quan trọng để chuyển giao công nghệ vào sản xuất thực tế.

6.2. Đề xuất sơ đồ tuyển và chỉ tiêu công nghệ cho mỏ Bảo Hà

Dựa trên kết quả nghiên cứu và chạy thử nghiệm pilot, sơ đồ kiến nghị tuyển thu hồi graphit vảy mỏ Bảo Hà tỉnh Lào Cai được đề xuất. Sơ đồ này bao gồm các công đoạn nghiền, phân loại, tuyển nổi, nghiền chà xát (nếu cần) và các công đoạn phụ trợ khác. Các chỉ tiêu công nghệ dự kiến như hàm lượng graphit trong quặng tinh, độ thu hồi, tỷ lệ làm giàu và tiêu hao thuốc thử được xác định. Các chỉ tiêu này là cơ sở để đánh giá hiệu quả kinh tế của quy trình tuyển quặng graphit mỏ Bảo Hà và đưa ra quyết định đầu tư.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tổng quan về graphit: Tài nguyên, khai thác, chế biến và sử dụng. Chương 2: Thành phần vật chất mẫu quặng và định hướng nghiên cứu. Chương 3: Nghiên cứu tuyển nổi sơ bộ mẫu quặng. Chương 4: Nghiên cứu thu hồi quặng tinh graphit vảy thô bằng nghiền chà xát và tuyển nổi.

Chương 5: Nghiên cứu sơ đồ tuyển nổi nhằm thu hồi tối đa tinh quặng graphit dạng vảy. TỔNG QUAN VỀ GRAPHIT: TÀI NGUYÊN, KHAI THÁC, CHẾ BIẾN VÀ SỬ DỤNG 1. Giới thiệu sơ lược về graphit 1. Tính chất hóa lý graphit Graphit là một dạng thù hình của cacbon, kết tinh trong hệ lục phương (Hình 1.

Tinh thể graphit thường là các tấm lục giác mỏng, hoặc tập hợp méo mó của các tấm dạng bông. Rất hiếm gặp các tấm lục giác dày lớn. Graphit thường xuất hiện ở dạng mạch nhỏ, tập hợp phân phiến và dạng khối. Ngoài ra, graphit còn có dạng tập hợp hạt nhỏ, tròn giống như hình cầu và các cầu tỏa tia [27].

Mạng tinh thể graphit Graphit có ánh kim loại, màu xám thép đến đen, mềm, tỷ trọng 1,9 ÷ 2,3 (thường là 2,1 ÷ 2,3) g/cm3, độ cứng 1÷ 2 Mohs; nhiệt độ nóng chảy 3. Graphit là chất dẫn điện rất tốt, mỗi nguyên tử cacbon liên kết cộng hóa trị với 3 nguyên tử cacbon khác hình thành nên mạng phẳng với các ô hình lục giác, do đó mỗi nguyên tử cacbon trong mạng còn dư 1 electron, các electron còn lại này có thể chuyển động tự do bên trên và bên dưới mặt mạng cho nên khả năng dẫn điện của graphit có tính định hướng. Các mạng cacbon này liên kết với nhau bằng lực Van der Waals hình thành nên cấu trúc tinh thể 3 chiều (Hình 1. Do đặc điểm cấu trúc có sự liên kết lỏng lẻo giữa các tấm (lớp) trong graphit nên graphit thường dễ vỡ, dễ tách lớp do đó trong công nghiệp graphit không được dùng ở dạng nguyên chất như là các vật liệu có cấu trúc ổn định, mà được sử dụng dưới dạng kết hợp với các nguyên liệu 8 khác.

Bên cạnh đó các electron tự do chỉ có thể chuyển động dọc theo các bề mặt, cho nên khả năng dẫn điện của graphit có tính định hướng. Graphit có nhiều đặc tính đặc biệt như độ trơ, độ bền và khả năng bôi trơn tự nhiên cao, độ bền ăn mòn, độ dẫn điện, dẫn nhiệt và chịu nhiệt cao, chịu nhiệt cao lên tới 2.500oC; độ giãn nở nhiệt thấp, độ bền hóa học cao ở nhiệt độ bình thường, có khả năng kháng cháy, có độ ma sát thấp, cường độ nén cao [20] [28]. Graphit là phi kim duy nhất có một số đặc tính hoá lý nêu trên giống kim loại. Các dạng tồn tại graphit trong tự nhiên Có hai loại graphit là graphit tổng hợp và graphit tự nhiên.

Trong đó, graphit tự nhiên chia làm ba loại graphit vô định hình (amorphous graphite), graphit vảy (flake graphite/ plumbago) và graphit mạch (vein graphite/ crystalline graphite) [19]. Graphit vô định hình thực tế là một dạng vi tinh thể của graphit (Hình 1. Đây là dạng phổ biến nhất của graphit, nhưng có chất lượng thấp nhất [14], [15]. Hàm lượng C của graphit vô định hình trong quặng thấp, trong khoảng 20 ÷ 40% C (đơn vị tỉ lệ khối lượng của cacbon).

Sau khi làm giàu, hàm lượng C có thể đạt 70 ÷ 85%. Loại graphit này khi khai thác thường ở dạng các khối từ 1 cm đến 10 cm [11]. Graphit vảy thường tồn tại ở dạng các vảy gián đoạn, kích cỡ đường kính từ 50 ÷ 800 micromet và dày 1 ÷ 150 micromet [11] (Hình 1. Thân quặng dạng lớp mỏng, tấm, và thấu kính.

Quặng graphit dạng này có hàm lượng C đạt 5 ÷ 30% C và đạt 85 ÷ 95% hoặc hơn sau khi làm giàu. Sản phẩm thương mại của loại này thường đạt 80 ÷ 99,9% C với kích thước hạt khoảng 2 ÷ 800 micromet. Graphit mạch (còn gọi là graphit bướu) (Hình 1.2c) là loại hiếm gặp nhất trong số 3 loại graphit tự nhiên và cũng là loại có chất lượng cao nhất và giá trị nhất.1 cho thấy sự so sánh về đặc điểm, chỉ tiêu sản phẩm, và giá của các loại graphit tự nhiên khác nhau [20]. Trong các loại graphit tự nhiên thì graphit vảy là loại được quan tâm nhất và có nhu cầu lớn nhất.

Ngoài ra còn có graphit tổng hợp hay còn gọi là graphit nhân tạo được tổng hợp từ vật liệu cacbon vô định hình. Đặc điểm của các loại graphit tự nhiên Loại Vô định hình Vảy Mạch Độ hiếm Rất phổ biến Phổ biến Hiếm gặp Dạng tinh thể Vi tinh thể Vảy tinh thể, thô Tinh thể thô Hình thái tinh thể Hạt Vảy, tấm Tấm, kim Kích thước (micromet) >37 50 ÷ 177 > 177 Tỷ trọng (g/cm3) 2,31 2,29 2,26 Hàm lượng C trong quặng (%) 20 ÷ 40 10 ÷ 12 > 90 Hàm lượng sulfur (%) 0,1 0,1 0,7 Độ kết tinh graphit (%) 28 99,9 100 Khoảng cách mặt (002) 0,031 nm 0,3355 nm 0,3354 cm Điện trở suất (.cm) 0,091 0,031 0,029 Độ tinh khiết sản phẩm (%) 70 ÷ 85 85 ÷ 95 95 ÷ 99 Mức chất lượng Thấp Cao Rất cao Giá (USD/tấn) 600 ÷ 800 950 ÷ 3.500 Tỷ lệ trữ lượng, % 50 49 1 a b c Hình 1. Ảnh chụp quặng graphit tự nhiên a. Ảnh dưới kính hiển vi điện tử quét của graphit vô định hình; b.

Ảnh mẫu graphit vảy trên nền thạch anh; c. Ảnh mẫu graphit dạng mạch 1. Ứng dụng của graphit trong cuộc sống Graphit tự nhiên có rất nhiều công dụng khác nhau như chế tạo vật liệu chịu lửa (graphit-Mg, graphit-Al, nồi nấu kim loại, graphit trương nở, phụ gia đúc, tráng khuôn 10 và lõi đúc), đệm phanh, dầu bôi trơn, pin khô, pin kiềm, thép thấm cacbon (recarburizing stell), chổi cacbon, điện tử, bút chì, phủ dẫn điện, sơn đóng gói, mài bóng, bôi trơn lõi khoan, thuốc nổ (kiểm soát tốc độ cháy), lò phản ứng hạt nhân, nồi hơi,.Ứng dụng đặc biệt với graphit vảy là nguồn nguyên liệu cho sản xuất pin Lithium-ion, ba thành phần chính của pin lithium - ion là điện cực âm, điện cực dương, và chất điện phân. Điện cực âm thông thường làm từ graphit, điện cực dương là một oxit kim loại và chất điện phân là muối lithium.

Yêu cầu graphit cho điện cực âm phải có độ xốp cao, bề mặt tiếp xúc lớn. Các tính chất này, graphit nhân tạo không có được, mà chỉ có ở graphit tự nhiên dạng vảy. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của phương tiện giao thông, đồ dân dụng chạy điện và thiết bị lưu trữ năng lượng tái tạo,… nhu cầu về graphit vảy tăng trưởng từ 30  40 % mỗi năm [12], [15]. Theo số liệu của Roskyl, tỷ lệ sử dụng graphit tự nhiên cho các lĩnh vực công nghiệp trong năm 2019 như sau: Vật liệu chịu lửa 46%; pin 24 %; khuôn đúc trong luyện kim chiếm 10%; chất bôi trơn 5%; vật liệu chống ma sát chiếm 2%; graphit hình cầu 2% và các ứng dụng khác chiếm 10%, được biểu đồ hóa như Hình 1.

Tỉ lệ sử dụng graphit vào các ngành công nghiệp năm 2019 [16] Đối với vật liệu chịu lửa, khi sử dụng graphit dạng vảy để sản xuất, đã làm tăng khả năng chịu sốc nhiệt, chịu ăn mòn và độ bền của vật liệu. Như vậy, với các thông tin về tính chất, dạng tồn tại trong tự nhiên và các ứng của graphit như nêu trên có thể nhận thấy graphit là khoáng sản ngày càng được quan tâm và phát triển cho công nghiệp hiện đại ngày nay. Tiềm năng, phân bố, khai thác, phương pháp tuyển và sử dụng quặng graphit trên thế giới. Tiềm năng và phân bố quặng graphit trên thế giới.

Theo số liệu thống kê của Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS) từ năm 1996 đến nay thì các quốc gia có trữ lượng graphit tự nhiên đáng kể là Brazil, Trung Quốc, Thổ Nhĩ Kỳ, Mozambique, Ấn Độ, Mexico, Madagascar… Tổng trữ lượng graphit tự nhiên trên toàn thế giới theo số liệu thống kê năm 2021 đạt 320 triệu tấn, so với tổng trữ lượng graphit tự nhiên toàn thế giới xác định tại thời điểm năm 2009 là 220 triệu tấn. Như vậy, theo thống kê thì trữ lượng graphit tăng khoảng 100 triệu tấn trên toàn thế giới [14], [15]. Tình hình sản xuất quặng graphit trên thế giới. Trung Quốc là quốc gia sản xuất graphit hàng đầu thế giới với ước tính 700 ngàn tấn/năm.

Mozambique là nước sản xuất graphit đứng thứ hai với 100.000 tấn/năm, tiếp theo là Brazil, Canada, Ukraina và Nga [16]. Báo cáo của Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ lần đầu tiên nhắc đến Việt Nam trong thống kê về khai thác và chế biến graphit tự nhiên năm 2014 trong đó nêu Việt Nam (cùng với Mexico) sản xuất (và cung cấp) graphit vô định hình (không có graphit vảy, graphit mạch) [16]. Sản lượng graphit năm 2021 cho thấy Trung Quốc vẫn là nước sản xuất graphit lớn nhất thế giới với sản lượng 820.000 tấn, đứng thứ 2 là Brazil 86.000 tấn, tiếp đến Mozambique 30. Trữ lượng, sản lượng graphit của một số nước trên thế giới [16] Sản lượng graphit qua các năm (tấn) Trữ lượng Tên nước 2017 2018 2019 2020 2021 2021 (tấn) Úc - 1.000 Thổ Nhĩ Kỳ 2.000 Ghi chú: (3)bao gồm trong tổng trữ lượng của cả thế giới.

Tình hình tiêu thụ và giá bán quặng graphit trên thế giới. Tình hình tiêu thụ quặng graphit trên thế giới. Theo số liệu thống kê của Statistas, nhìn chung, nhu cầu sử dụng graphit (tự nhiên và nhân tạo) trên thế giới có xu hướng tăng hàng năm, sự tăng trưởng này xuất phát từ tình hình tăng trưởng kinh tế toàn cầu và qua đó tác động lên các ngành công nghiệp sử dụng graphit. Ngoài ra, nhu cầu sử dụng graphit tăng do nhu cầu của ngành năng lượng tái tạo và phương tiện giao thông, đồ dân dụng đối với thiết bị lưu trữ điện như thiết bị lưu trữ năng lượng điện tái tạo, ắc quy sử dụng trong ô tô, xe máy điện, pin cho thiết bị điện, điện tử, viễn thông.

13 Từ biểu đồ Hình 1.4 cho thấy nhu cầu ở các lĩnh vực như pin, chất bôi trơn qua các năm tăng rất mạnh. Lĩnh vực vật liệu chịu lửa có tăng nhưng ở mức độ vừa phải. Chỉ riêng ngành công nghiệp pin lithium được dự đoán sẽ tăng từ 30% đến 40%, với mức tăng trưởng 20% hàng năm trong thị trường xe điện (có thể tìm thấy 30 kg graphit trong 1 chiếc xe điện). Tiêu chuẩn chất lượng và giá sản phẩm graphit.

Trong 5 năm gần đây, giá graphit có sự biến động rõ rệt, nhưng sự biến động này không làm thay đổi vị trí, tầm quan trọng của graphit trong nhiều ngành công nghiệp của nhiều quốc gia trên thế giới. Giá trị graphit được xác định trên kích cỡ và độ tinh khiết của nó (Bảng 1.