随着技术的不断发展,普通高碳石墨制品已经不能满足各行各业的要求,因此需要进一步提高石墨的纯度。但我国石墨加工技术水平较低,产品多为原料和初级产品。产品杂质含量高,限制了其应用范围。
这样,一方面国内石墨产品在国际市场上价格低廉,导致大量石墨资源外流;另一方面,国内市场需要高纯度、超细的石墨制品,依赖进口。因此,研究高纯石墨的制备技术具有重要的现实意义。
石墨是一种高能结晶碳材料。由于其独特的结构、导电性、导热性、润滑性、耐高温性和稳定的化学性质,在高性能材料中具有很高的应用价值。广泛应用于冶金、机械、环保、化工、消防、电子、医药、军工、航空航天等领域。它已成为现代工业和高新技术发展不可缺少的非金属材料。在国民经济发展中,
我国天然石墨形成地质条件好,分布广,资源丰富,质量好,储量和产量均居世界第一。它是中国的主要矿产之一。
天然石墨按其结晶程度可分为结晶石墨(片状)和隐晶质石墨(粘土状)。结晶石墨矿的特点是品位低,固定碳含量一般不超过10%,局部特殊富集区可达20%以上。但这种石墨矿石可选性好,浮选精矿品位可达85%以上,是自然界中可浮性最好的矿石之一。隐晶质石墨品位高,固定碳含量一般为60% ~ 80%,最高可达95%,但矿石可选性差。
研究提纯石墨的方法,首先要搞清楚石墨矿石中存在的杂质成分。虽然不同产地的天然石墨所含杂质不完全相同,但大致成分是相似的。这些杂质主要是钾、钠、镁、钙和铝等硅酸盐矿物。石墨的提纯工艺就是采取有效措施去除这些杂质。目前,国内外提纯石墨的方法主要有浮选法、碱酸法、氢氟酸法、氯化焙烧法、高温法等。其中碱酸法、氢氟酸法、氯化焙烧法属于化学提纯法,高温提纯法属于物理提纯法。
国内外石墨提纯的各种方法主要有浮选法、碱酸法、氢氟酸法、氯化焙烧法和高温提纯法。系统阐述了它们的基本原理、工艺条件、研究进展及在实际生产中的应用。在比较了各种方法的优缺点后,认为改进的碱酸法仍是工业提纯石墨的最佳方法。