天然存在的石墨矿石很少是纯净的，品位都不高，常含有较多的杂质，包括SiO2、Al2O3、MgO、CaO、P2O5、CuO、V2O5、H2O、S、FeO以及H2、N2、 CO2、CH4、NH3等。通常鳞片石墨含有60％～70％的杂质，隐晶质石墨品位高一些，通常含有40％以下的杂质，这些石墨矿石均不能直接被利用，都需要进行选矿或加工。从石墨矿石中除去杂质，提高其精矿中碳质量分数的工艺过程称为石墨选矿。
由于大鳞片石墨用途广、资源少、价值较高，因此在生产中必须注意保护大鳞片石墨不被破碎。通常大鳞片是指＋50目、＋80目、＋100目的鳞片石墨。将矿石一次磨到很细的粒度，就会破碎大鳞片，为保护大鳞片，需要在生产中采用多次磨碎和多次选别的过程，即浮选前的粗磨产品，粒度较粗，粗选后得到以连生体为主的粗精矿，然后将粗精矿进行多次再磨再选，使每次再磨得到单体解离的石墨及时浮选出来，从而有利于保护大鳞片石墨。
石墨产品品位要求较高，如普通鳞片石墨要求品位在89％以上，电碳石墨要求70％～99％，铅笔石墨要求89％～98％等（一般的有色金属精矿品位远远低于上述数字，如钼精矿品位要求为45％～47％，铜精矿为8％～24％，铅精矿为40％～70％），为了获得高品位的石墨精矿，必须将粗精矿进行多次精选。
石墨用户对产品粒度要求是很严格的，如铅笔和电碳制品要求产品粒度小。制造石墨坩埚，一般用＋50目和＋80的产品。目前从用户对石墨产品的粒度要求看，趋向要求使用大鳞片或粒度小产品，即要求＋100目的大鳞片或—325目至几个微米的极细鳞片。而100～200目粒度的石墨用途不是太大，所以，选矿厂经常是将100～200目石墨经过粉碎，再供用户使用。
使用大鳞片石墨的用户，对产品中碳质量分数往往要求不高，如制坩埚的＋100目鳞片，品位只要求85％即可，而用粒度小的产品的用户，如电极，则要求品性高。
由于石墨具有疏水性好、呈片状、质轻等特点，用于一般选矿厂的脱水、过滤、干燥设备，不能用于石墨选矿厂，即使使用了效果也不是很好。如石墨浮选精矿的脱水，采用一般选矿厂常用的筒型真空过滤机，产品含水35％，而采用离心刮刀脱水机效果较好，产品含水20％～25％。对石墨产品进行干燥均采用间接式干燥机。石墨产品还需一套复杂的风力输送、干法筛分、空气除尘等工艺。
石墨矿石的破碎筛分和磨矿分级是选别前的准备作业。这些作业的任务是使石墨从矿石中单体解出来。由于用户对石墨产品粒度有严格要求，大鳞片石墨有较高的应用价值，因此石墨矿石的破碎和磨矿除使石墨鳞片单体解离外，还要考虑保护石墨鳞片不被破坏。从这一点出发，在石墨鳞片已单体解离的前提下，应力求避免大鳞片石墨的破碎。
鳞片石墨具有较好的可浮性，因此大多采用浮选法进行分选。在使用浮选药剂方面，国内通常用煤油或柴油作捕收剂，二号油或四号油作起泡剂。国外除使用上述药剂外，还使用其他药剂，如重油、石油、酚类、磺酸脂或硫酸脂、羧酸类等。有时将几种药剂混合使用。隐晶质石墨可浮性较差，用浮选只能起到初步富集作用，因隐晶质石墨的矿石品位较高，通常可将浮选后的精矿和尾矿分别作为不同质量的产品出售，多数情况是对矿石先进行粗选后磨细售出。石墨矿石中常有云母等硅酸盐矿物伴生，浮选时，为抑制这类矿物，可以使用水玻璃、淀粉、糊精、有机胶体和纤维素等药剂。如矿石中黄铁矿含量较高，可以加石灰和氰化物。
（1） 原材料准备
（2） 搅拌充气
（3） 气泡的矿化
（4） 矿化泡沫的刮出
1．浮选药剂的作用和分类
常用的药剂有捕收剂、起泡剂、活化剂、抑制剂、pH调整剂、分散剂及絮凝剂，后面五类药剂可以统称为调整剂。
（1）捕收剂。捕收剂的作用是提高矿物疏水性和可浮性；石墨浮选时常用的捕收剂为煤油、柴油、重油及其他烃类油。浮选时，要求捕收剂具有选择性，并且选择性越强越好。石墨虽然天然可浮性较好，但如不使用捕收剂，仅以其天然状态进行浮选，效果并不好的，因此必须添加捕收剂。由于捕收剂在石墨矿物表面形成一层薄膜，使石墨矿物表面的疏水性增强，从而可浮性大大提高。
石墨浮选常用的捕收剂有煤油、柴油、重油等。它们的主要成分是非离子型的烃油类CmH2n＋2。这类化合物结构对称，没有电子转移，也没有电子交换，因而不显电性。这种结构决定了它们的化学性质不活泼，在水中不易分散和溶解，表面活性不大，疏水程度较高。由于它们难于在水中分散和溶解，只能以油滴的形式存在，因而用量较大。
烃类油的成分对浮选影响最大。在一般的用量下（每吨矿石用量小于1 kg），分子结构简单的烃类油捕集性能较弱，双环结构的烃比简单结构烃具有较高的浮选活性。以灯用煤油、变压器油、机械油和车用机油等烃类油作捕收剂，对鳞片石墨进行浮选试验的结果表明：含芳香族化合物较多的烃类油捕收效果较好，当其消耗量为50 g/t时，精矿回收率为87%，而获得相同的回收率、煤油（芳香族化合物质量分数为11.82%）的消耗量为2 kg/t。
（2）起泡剂。起泡剂的主要作用是用以增强气泡稳定性和寿命。属于这一类的物质有醇类、羟基化合物类、酚类、醇醚类、有机磺酸脂和硫酸脂等表面活性物质。
起泡剂影响气泡的大小及分散状态。气泡的大小对浮选指标有直接影响，一般机械搅拌式浮选机在纯水中生成的气泡的平均直径为4～5mm。添加起泡剂后，平均直径缩小为0.8～1mm。气泡越小，浮选界面面积越大，故有利于矿粒的黏附。但是气泡要携带矿粒上浮，必须有充分的上浮力及适当的上浮速度。因此并不是气泡越小越好，而是要有适当的大小及粒度分布。
在实际浮选时，气泡的粒度分布随所加起泡剂的种类而不同。为了评估起泡剂的强弱，有人建议以直径为0.2mm的气泡为“工作气泡”，凡大于0.2mm的气泡占整个泡沫表面积70％以上的，称为强起泡剂，占50％～70％的为中起泡剂，小于50％的为弱起泡剂。由此分类如下：- 强起泡剂。如聚丁烷乙醇醚、三乙氧基丁烷和四丙烯乙二醇单甲醚等。- 中起泡剂。如乙醇、辛醇、C4～C6混合醇、庚醇和戊醇等。- 弱起泡剂。如二甲基苯二甲酸、环乙醇、松泊、甲酚和酚等。
（3）调整剂。调整剂的作用是多方面的，如有的药剂主要是降低矿物的可浮性，称为抑制剂；有的则是调节矿浆的pH；有的是使矿泥团聚和分散等。浮选时，石灰、苏打、水玻璃等均可作调整剂。为了调节矿浆的性质及矿物的可浮性，需要使用调整剂。石墨浮选矿厂常用的调整剂如下：
a石灰。石灰（CaO）是石墨选矿常用的调整剂。它是黄铁矿、磁黄铁矿等硫化铁矿矿物廉价而有效的抑制剂。石墨矿石中几乎都含黄铁矿，有的硫的含量很高，称为高硫矿石。为了降低石墨精矿中硫的含量，常常使用石灰。黄铁矿的含量越高，石灰的用量越大。
b水玻璃。水玻璃是无机胶体，由碱和石英共同融熔而制成：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O SiO2 +Na2CO=Na2SiO3 +CO2 ↑ 水玻璃分为钠水玻璃和钾水玻璃两类。钠水玻璃为硅酸钠水溶液，分子式可写成Na2O . nSiO2（n称为水玻璃的模数）。其中包括偏硅酸钠(Na2SiO3)、正硅酸钠(Na2SiO4)、二偏硅酸钠(Na2Si2O5)和SiO2胶粒。浮选时所用的模数为2～3，模数过小，抑制作用不强，模数过大则难于溶解。
水玻璃是非硫化矿物有效的抑制剂，它对石英和硅酸盐矿物有很强的抑制作用，其抑制作用主要是由亲水的HSiO，和硅酸胶粒引起的。它们水化性很强，在矿粒表面吸附使矿粒强烈地亲水而受到抑制。
水玻璃还是良好的分散剂，矿浆中矿泥过多，泡沫发黏时，添加水玻璃可以提高精矿质量。分散作用是由于矿泥表面吸附了HSiO；及硅酸胶团后表面带负电，同性相斥，以防止聚沉。同时HSiO；使矿泥表面亲水，而保持其悬浮状态。水玻璃的用量范围变化很大，一般为250～1500 g/t，特殊情况可达15 000 g/t。作矿泥分散剂时，用量在1 000 g/t以下。应用时配成5% ～10%溶液加入。
浮选的影响因素较多，主要包含化学因素（捕收剂、起泡剂、活化剂、抑制剂、pH调整剂、分散剂及絮凝剂）、机械因素（浮选机类型、空气流动状态、矿浆流动状态及槽列组成等）、操作因素（给矿速度、矿石性质、矿浆浓度、矿浆温度、泡沫层厚度及槽列控制）。在天然矿物中，虽然许多矿物有一定的天然可浮性，但为了保证较高的技术指标，浮选工业中，常常添加3～5种药剂，以改善浮选对象和浮选环境，提高浮选指标。
• XJK型浮选机（又称XJ型、A型浮选机）
• 棒型浮选机（国外称瓦尔曼浮选机）
• 维姆科浮选机
• 传统浮选柱
• 达夫克拉喷射式浮选机
• CHF型充气搅拌式浮选机
• 阿基泰尔型浮选机
合适的磨矿粒度应根据以下三方面由试验确定：石墨的嵌布粒度可浮性；产品粒度标准；大片石墨含量。
浮选的前提是石墨（或其他有用矿物）从矿石中单体解离。因此，浮选前必须将矿石磨到适当粒度。适当的粒度包括两方面：一方面，要将矿石磨细，以使石墨从矿石中单体解离，满足浮选作业的粒度要求；另一方面，不要将矿石磨得过细，以防止损坏大鳞片，产生过粉碎和泥化现象，增加磨矿费用。石墨的磨矿粒度一般为0.6～0.8mm
浮选鳞片石墨时常见的矿浆质量分数：粗选为20％～25％，精选为7％～15％。实际上，一排多个浮选槽中，随着精矿的刮出，矿浆浓度逐渐降低16～18个浮选槽，首末两槽的矿浆浓度可相差10％～15％。
流程的选择要解决三个问题：一是流程段数；二是有用矿物浮选顺序；三是流程内部结构，在石墨矿石浮选过程中，从石墨的可浮性和药剂作用来考虑有用矿物浮选顺序问题，通常总是先浮选石墨，然后再考虑回收其他矿物。
药剂制度包括添加药剂的种类和剂量，添加的地点、顺序，加药的方式等。
浮选鳞片石墨常用的捕收剂是煤油，其次是柴油、重柴油等。常用的起泡剂是松油、烃基硫酸钠、萜烷醇类以及酚类。国内多用2号油。介质调整剂可用石灰，但不少企业并不用调整剂，而在不改变pH的情况下进行浮选。
加药顺序一般是先加调整剂，后加捕收剂和起泡剂。若要从石墨浮选尾矿中浮选黄铁矿，则应先加活化剂，然后再加捕收剂和起泡剂。
浮选时间短，回收率不高，浮选时间太长，不仅会降低精矿质量，还会增加成本。
如温度、加强充气
电选法全称为电力选矿法，是根据矿石矿物和脉石矿物颗粒电导率的不同，在高压电场中进行分选的方法，包括电选、电分级、摩擦带电分选、高梯度分选、介电分选、电除尘等内容。在高压电场作用下，配合其他力场作用，利用矿物的电性质的不同进行选别的干选过程。可用于有色金属、铁矿石、非金属矿石以及其他物料的选别。电选机的处理能力比其他选别设备低，对粒度小于0.074mm的物料，分选效果很差。
电选过程中应用的矿物电学性质主要有电导率、介电常数等。电阻率在1～10°Ω·m之间的矿物称为导体矿物，有自然铜、石墨、方铅矿、金、磁黄铁矿等；电阻率为10～10"Ω.m的矿物称为半导体矿物，如赤铁矿、锡石、磁铁矿、黄铜矿；电阻率为10°～104Ω·m 的矿物称为非导体矿物，如碳酸盐和硅酸盐矿物等。电选时必须使矿物颗粒带电，主要方法有：1摩擦带电；②感应带电；③接触带电；④电晕放电使电场中带电等。
重选法是利用被分选矿物颗粒间相对密度、粒度、形状的差异及其在介质（水、空气或其他相对密度较大的液体）中运动速率和方向的不同，使之彼此分离的选矿方法。石墨矿石中共生矿物按相对密度可分为：重矿物（相对密度大于3.32），主要有黄铁矿、磁黄铁矿、褐铁矿、拓榴石、黝帘石、金红石等，其次为榍石、锆英石、白钛矿、独居石、白钨矿等。中等相对密度矿物（相对密度为2.9～3.32），主要有透辉石、透闪石，偶尔有磷灰石等。轻矿物（相对密度小于2.9），主要有石英、长石、石墨、云母、方解石、绿泥石等。石墨的相对密度为2.2～2.3，由于石墨与其共生矿物存在着密度上的差异，因此可以利用重选分离出重矿物，得到以石墨为主的粗精矿。石墨的重选法可分为干式和湿式两种，干式为风选，湿式则用摇床。重选工艺的基本流程如下图所示（图中箭头代表输送机或滑槽，此图为传统工艺设计，可根据客户的需求设计生产线，如果精矿品位太低，可加侧鼓式洗矿机若干台）。目前单独使用重选法分选石墨者较少，多采用重选和浮选联合工艺流程，即先用重选分离出重矿物，然后将重选精矿（轻矿物）用浮选法处理。
目前，对石墨产品纯度要求越来越高，其纯度需达到99.9％，甚至99.99％以上。用以上的选矿方法，很难获得如此高品位的产品，还需要将选矿后的石墨产品进一步提纯。目前提纯的方法有以下两类：
化学提纯是将石墨精矿和碱按一定的比例混合熔融，精矿中的硅、铝、铁等形成溶于水中的化合物，适宜的温度是850℃，反应如下：
SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2↑
Al2O3+3Na2CO3=2Na,AlO3+3CO2↑
Fe2O3+Na2CO3=2NaFeO2+CO2↑
反应完毕，用水清洗，硅酸钠溶于水中，Na3A1O3、NaFeO2和弱碱性介质冷水解，并形成高度分散的Al（OH）3和Fe（OH）3沉淀物。之后需用高浓度的酸处理，然后用蒸馏水冲洗干燥后即可得到高碳石墨。
高温提纯法基于石墨具有较高的升华点（4500℃），如将石墨在纯化炉中加热到3000℃左右，就可将低沸点的物质蒸发出去，这是纯化石墨常用的方法。经过高温提纯的石墨品位可达99％以上。为提高石墨纯度，在加热过程中可通入惰性气体和其他药剂，使挥发物随气体速出。例如，苏联研制了一种石墨纯化装置，在对石墨进行高温处理的同时（2300℃），向炉中通入惰性气体和药剂（氟利昂—12），加热45～60 min，冷却后即得成品，其杂质含量小于10-5，成品可用于半导体、高纯石墨制品和光谱电极等方面。
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