石墨的深加工产品及出产办法
现在,石墨的深加工产品主要包括高纯石墨、可膨胀石墨、柔性石墨、氟化石墨、球形石墨以及石墨乳等。以下分别是对这几种产品及其出产办法的介绍。
1.高纯石墨
出产高纯石墨,主要采用化学提纯和高温气化提纯法。化学提纯工艺即用酸、碱处理以去除石墨中的杂质,具体办法包括苛性钠熔融法、酸碱法、氢氟酸法、活性气体法等。
氢氧化钠高温熔融法
氢氧化钠高温熔融法是利用石墨中的杂质(硅酸盐等),在500℃以上的高温下与氢氧化钠起反响,一部分生成溶于水的反响产品,被水浸出除掉;另一些杂质,如铁的氧化物等,在碱熔后用盐酸中和,生成溶于水的氯化铁等,经过洗涤除掉。
酸碱法
酸碱法又称酸碱提纯法,行将石墨的提纯办法分为碱熔进程和酸解进程。
碱熔进程是将一定量的石墨、氢氧化钠与水混合均匀,放入反响器中,加热熔融。反响一段时间后冷却至100℃以下,过滤至水洗液的pH 为7~8。酸解进程是把碱溶(熔) 后的石墨与一定浓度的盐酸溶液混合进行热浸滤,在一定温度下反响一段时间后,过滤水洗至中性,枯燥,纯化,经过酸解后即取得高纯石墨。
碱酸法的缺点在于需求高温烧结、熔融,能量消耗大,且反响时间长,设备腐蚀严峻。
氢氟酸提纯法
氢氟酸提纯法是利用氢氟酸能与大部分物质反响生成可溶性物质的原理进行石墨提纯。行将石墨与一定浓度的氢氟酸浸泡后,过滤水洗至中性,枯燥,纯化,即得到高纯石墨。
利用氢氟酸提纯法取得的高纯石墨纯度可到达99. 95%,氢氟酸提纯法的缺点在于操作条件恶劣,环境污染严峻,对工人的操作不利。
高温提纯法
高温气化提纯法是利用石墨耐高温的性质,将石墨置于特别的电炉中阻隔空气加热到2500℃,此刻石墨中的灰分杂质被蒸发出去,石墨则再结晶,从而使石墨的纯度大大提高。这种办法能将石墨提纯到99.9%以上。如果在纯化炉内通入氯气和氟,最终通入氮气,可使杂质更简单蒸发,可将石墨提纯到99.99%以上。
此种办法尽管可以得到光谱纯的石墨产品,但需求消耗大量电能。