1.化学提纯:石墨精矿经过酸碱处理,溶解杂质,然后洗去,利用其耐酸、耐碱、耐腐蚀的优点,提高精矿品位。通过化学提纯可获得品位为99%的高碳石墨。化学提纯的方法很多,国内应用最广泛的是氢氧化钠高温熔融法。
其基本原理是石墨中的杂质(主要是硅酸盐矿物)在500℃以上的高温下与苛性钠即NaOH反应生成水溶性反应物,然后用水淋洗反应物可除去部分杂质。其他杂质,如氧化铁,在碱熔后用HCl中和,生成可溶于水的氯化铁,可通过水洗除去。
在上述工艺流程中,NaOH的浓度约为50%,与石墨以1: 0.8的比例混合,即生产1 t高碳石墨消耗约0.4 t NaOH。HCl的加入量约为石墨的30%。燃料煤约0.6-0.7t,碱熔所用设备主要有锚式搅拌器、熔化炉、螺旋桨搅拌器、V型洗涤槽等。回收率85-90%,投资15-20万元。该工艺虽然先进,但也存在耗水量大、石墨损失、生产率低、碱耗大、排放废液污染环境等缺点。
基于以上原因,成本较高。为了解决或改善上述缺点,河南省地质矿产测试中心开发了高碳石墨提纯新工艺,用离心洗涤代替V型洗涤槽,处理后的废液循环使用。这种新工艺可降低材料成本50%左右,节约用水50%左右,提高收率10%左右,减少废液对环境的污染。石墨的固定碳含量大于99%,回收率为92.8%。