Магнітне та електростатичне доведення графітового концентрату
Технологічний та економічний потенціал модернізації діючих і проєктованих збагачувальних виробництв
Автор: Артур Рудицький, директор ТОВ НВФ «Магнітні та гідравлічні технології»
В авторському блозі Артура Рудицького розглянуто можливість сухого доведення флотаційного графітового концентрату магнітною та електростатичною сепарацією. Показано ринкові вимоги до якості, українські виробничі й інвестиційні проєкти, закордонні приклади застосування фізичних методів і розрахунковий сценарій підвищення вмісту вуглецю з 95% до 97–98%. Зазначено необхідність випробувань конкретної сировини до прийняття рішення про промислову модернізацію.
1. Ринковий сигнал: попит зростає, якість набуває критичного значення
За даними Міжнародного енергетичного агентства, попит на графіт до 2040 року може зрости на 50–90 % залежно від сценарію попиту. Основний чинник — розширення виробництва акумуляторів для електротранспорту та систем накопичення енергії. Водночас Китай забезпечує понад 90 % світового виробництва рафінованого графіту, тому розвиток альтернативних ланцюгів постачання стає не лише комерційним, а й стратегічним завданням [1].
Для покупця важливий не лише показник вмісту вуглецю. Товарна марка визначається поєднанням вмісту графітового вуглецю, зольності, вмісту заліза та інших домішок, крупності й збереженості лусок, вологості, гранулометричного складу та стабільності партій. Найдорожчим стає не просто «чистий графіт», а продукт із заданою чистотою і крупністю, що стабільно відтворюється від партії до партії [6].
Таблиця 1. Приклад цінової премії за якість за однакової крупності
2. Українська база: діюче виробництво та новий проєкт
Заваллівське підприємство — діючий український виробник природного графіту. За даними власника Volt Resources, рудник і збагачувальні потужності працюють з 1934 року; підприємство випускає різні графітові продукти та має операції з очищення до 99 % C. Серед цілей заявлено підвищення чистоти до 99,95 % C і вихід на виробників літій-іонних акумуляторів [3].
Компанія «Розвиток Побужжя», що входить до BGV Group Management, розвиває проєкт освоєння Балахівського родовища. Перша черга передбачає випуск 50 тис. т/рік графітового концентрату з базовою якістю C ≥ 95 %, друга — виробництво 19 тис. т/рік сферичного графіту C ≥ 99,95 % для анодних матеріалів [4].
Проєкт уже пройшов частину дослідних стадій. У жовтні 2024 року сферонізацію графіту зі збагаченого концентрату Балахівського родовища виконували на обладнанні німецької компанії NETZSCH. У 2025 році виготовлений в Україні зразок анодного матеріалу було випробувано у стандартному лабораторному літієвому елементі. Це підтверджує перспективність напряму «концентрат → сферичний графіт → анодний матеріал», але поки що не означає промислового випуску акумуляторного продукту [5].
Читайте також: Родовищу потрібен діагноз на збагачення
3. Де стандартна флотаційна схема досягає межі
Основою збагачення кристалічного графіту залишається стадіальна флотація з подрібненням і перечищеннями. Флотація ефективно вилучає природно гідрофобний графіт, однак не завжди повністю видаляє тонкі розкриті частинки кварцу, польових шпатів, слюд, глинистих мінералів, залізовмісних оксидів і силікатів. Додатковим джерелом заліза можуть бути продукти зношування дробильно-подрібнювального обладнання [6].
Збільшення кількості перечищень і подальше подрібнення не є універсальним рішенням: вони підвищують енерговитрати, створюють додаткове циркуляційне навантаження, можуть зменшувати крупність і пошкоджувати форму графітових лусок. Тому після досягнення обґрунтованої межі флотації доцільно перевірити фізичне доведення графітового концентрату.
4. Запропонований напрям модернізації
4.1. Магнітна сепарація
Завдання магнітної стадії — видалити продукти металевого зносу, магнетит та інші магнітні або слабомагнітні залізовмісні домішки. Вибір методу й апарата визначається крупністю, вологістю, магнітною сприйнятливістю та ступенем розкриття домішок.
4.2. Електростатична сепарація
Графіт електропровідний, тоді як кварц, польові шпати та більшість силікатних мінералів у сухому стані є переважно непровідними. Це створює передумову для розділення на коронно-електростатичному або іншому придатному електричному сепараторі. Результат залежить від вологості, температури, крупності, форми частинок, чистоти їхньої поверхні та рівномірності подавання.
5. Орієнтир якості: що означає підвищення з 95 до 97–98 % C
Нижче наведено матеріальний баланс для 1 т вихідного концентрату з вмістом 95 % C. Це розрахунковий сценарій для попереднього оцінювання, а не результат випробувань конкретної української сировини.
Таблиця 2. Розрахункові межі ефекту фізичного доведення для 1 т вихідного концентрату
У розрахунковому діапазоні маса матеріалу, що надходить на подальше глибоке очищення, зменшується на 5–8 %, а маса мінеральних домішок — на 43–63 %. Якщо витрати реагентів, теплової енергії або продуктивність глибокого переділу обмежені кількістю домішок і загальною масою живлення, фізичне доведення може зменшити операційне навантаження.
6. Закордонний досвід: що підтверджено джерелами
Електростатичне розділення. У Bulletin 603 Бюро гірничої справи США наведено випадки електростатичного відокремлення графіту від кремнезему та розглянуто розділення вуглецево-силікатних матеріалів. Документ підтверджує фізичну здійсненність методу, але не задає готових промислових режимів для сучасних українських концентратів [7].
Магнітне видалення залізовмісних домішок. Сучасний огляд технологій очищення природного графіту відносить магнітну та електричну сепарацію до можливих фізичних методів, вибір яких залежить від складу й розкриття домішок [6]. У промисловому закордонному прикладі очищення вторинного графіту з відпрацьованих акумуляторів електромагнітна сепарація знизила вміст феромагнітних забруднень до 10 ppm і дала змогу отримати продукт чистотою понад 98 % [8].
Межа застосовності прикладу. Вторинний акумуляторний графіт і природний флотаційний концентрат мають різний склад домішок. Тому приклад лише доводить ефективність магнітного видалення феромагнітної складової з графітового матеріалу.
7. Необхідність випробувань
Для вибору обладнання та розроблення промислової дільниці необхідно провести лабораторно-технологічні випробування представницької проби конкретної сировини. Програму робіт і можливі точки включення сепараторів визначають на етапі отримання вихідних даних і характеристик родовища.
8. Висновки
Магнітну та електростатичну сепарацію доцільно розглядати як доповнення до флотації, а не як її заміну. Технологічне місце цих операцій у діючій або проєктованій схемі визначається індивідуально з урахуванням властивостей сировини, складу домішок і результатів випробувань.
Розрахунковий перехід від 95 до 97–98 % C відповідає зменшенню маси мінеральних домішок приблизно на 43–63 % за вилучення вуглецю 95–97 %. Ринкові дані підтверджують зростання вартості концентрату в разі підвищення якості. Розмір економічного ефекту визначається конкретною маркою, крупністю, умовами постачання та фактичними результатами розділення.
НВФ «Магнітні та гідравлічні технології» має необхідні знання, практичний досвід і лабораторне обладнання для проведення випробувань графітової сировини методами магнітної та електростатичної сепарації. Результати випробувань є основою для розроблення технічного рішення з модернізації технології збагачення.
Джерела
[1] International Energy Agency. Global Critical Minerals Outlook 2026: Outlook. Paris: IEA, 2026. https://www.iea.org/reports/global-critical-minerals-outlook-2026/outlook
[2] Benchmark Mineral Intelligence. Flake Graphite Price Assessment. August 2025. Published 3 September 2025. https://a.storyblok.com/f/333611/x/ca71ef05e1/natural-graphite-price-assessment-full-assessment-august-2025-3-2.pdf
[3] Volt Resources Limited. Zavalievsky Graphite (ZG), Ukraine: project key facts. https://voltresources.com/assets/zavalievsky-graphite/
[4] BGV Graphite. About the project: Balakhivka deposit, planned production capacities and product quality. https://www.bgv-graphite.com.ua/en/about-the-project/
[5] BGV Group Management. BGV successfully tests prototype battery using Ukrainian graphite. 20 May 2025.
[6] Jara A. D., Betemariam A., Woldetinsae G., Kim J. Y. Purification, application and current market trend of natural graphite: A review. International Journal of Mining Science and Technology. 2019. Vol. 29, No. 5. P. 671–689. DOI: 10.1016/j.ijmst.2019.04.003. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095268618304269?via%3Dihub
[7] Fraas F. Electrostatic Separation of Granular Materials. U.S. Bureau of Mines Bulletin 603. Washington, D.C.: U.S. Government Printing Office, 1962. 162 p.https://digital.library.unt.edu/dam/?next=%2Fark%3A%2F67531%2Fmetadc12757%2F&prev=https%3A%2F%2Fnadra.info%2F
[8] Elcan Industries. Industrial Separation Equipment for the Battery Industry: case study on recovery of graphite from end-of-life batteries. https://elcanindustries.com/blog_posts/magnetic-separation-equipment-for-the-battery-industry/