高纯石墨制备的研究进展

《高纯石墨制备的研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、氢氟酸法已经在国内外石墨厂家实现了工业化生产，使用较普遍，氢氟酸法提纯石墨的研究也显得非常活跃。郑东明等[15]利用氢氟酸提纯法获得的高纯石墨纯度可达99.95%。张然平等[16]采用硫酸——氢氟酸分步提纯法，将97%的高碳石墨提纯至含碳量为99.94%的高纯水平。此外，张清岑[17]等采用氢氟酸法结合高温碱焙烧法的两步法处理工艺对产出高纯微晶石墨的工艺路线及硅元素在各工序中的行为进行研究，最终得到的石墨纯度可达99.56%。 1.1   湿法提纯法  2MO+2Cl2   2MCl2 +O2氯化焙烧法是将石墨在一定高温和特定的气氛下焙烧，再通入氯气进行化学反应，使石墨中杂质进行

2、氯化反应，生成气相或凝聚物的氯化物及络合物（熔沸点较低）逸出，从而达到提纯的目的。其反应原理如下：同时，氢氟酸与CaO、MgO、Fe2O3等反应得到沉淀，其反应如下：1.1.3氢氟酸法99.79%的高纯石墨。北京化工大学李常清等[9]利用类似的方法（碱熔过程中加入硼酸或偏硼酸钠作为助溶剂，酸解过程还使用了一定浓度的氢氟酸）以中碳石墨对鳞片石墨进行提纯研究得出[2]：当碱熔过程反应温度600℃，时间60min，氢氧化钠溶液与石墨的比例为1∶0.6，NaOH浓度为35%，酸解过程HCl用量为石墨质量的50%，在此条件下所制石墨纯度可达99.6%。山东大学的X.J.Lu[10]采用酸碱

3、法使碳含量为87-88%的石墨纯化到99.4%，同时使硫的含量从0.6%降至0.05%。Fe2O3+6HF   2FeF3 +3H2O1.石墨提纯的原理及方法 [4]李圣华.炭和石墨制品（下册）[M].北京:冶金工业出版社,1987[19]张全利,赵稳成,韩新威.高纯石墨型及其生产工艺[P].中国:CN101357761A (StateKeyLaboratoryofPowderMetallurgy,CentralSouthUniversity，Changsha410083)SiO2+6HF   H2SiF6+2H2O  2FeF3+3H2SiF6  Fe2(SiF6)3+6HF[

4、8]唐兴明.石墨化学提纯试验[J].四川冶金,2000,（3）:57-59[20]于欣伟,陈姚.白炭黑的表面改性技术[J].广州大学学报（自然科学版）.2002.1（6）:12-15[9]李常清,韦永德.相化学法制取高纯石墨研究[J].非金属矿,2002,25（2）:35-382.1 浮选法   酸解后即可获得高纯石墨。攀钢耐材公司科研所唐兴明[8]曾采用酸碱法对攀枝花金江石墨矿生产的90%的鳞片状石墨进行提纯，获得了99.5%以上，最高氢氟酸法最主要的优点是除杂效率高，所得产品品位高、对石墨产品的性能影响小、能耗低。缺点是氢氟酸有剧毒和强腐蚀性，生产过程中必须有严格的安全防护措

5、施，对于设备要求严格也导致成本的升高，存在细鳞片石墨溢流，回收率底下的问题。另外氢氟酸法产生的废水毒性和腐蚀性都很强，需要严格处理后才能排放，环保环节的投入使氢氟酸法的成本大大增加。（中南大学粉末冶金国家重点实验室，长沙410083）本文依据石墨提纯过程的物理化学原理[22]5将石墨提纯方法主要分为两类：一、湿法提纯法，主要包括浮选法、酸碱法、氢氟酸法；二、火法提纯法，主要包括氯化焙烧法和高温法。酸碱法是当今我国高纯石墨厂家中应用最广泛的方法，它除了具有一次性投资少，产品品位较高以及适应性强等特点[11]外，还具有设备易实现、通用性强的优点，其缺点在于需要高温烧结、熔融、能量消耗

6、大，且反应时间长，设备腐蚀严重，石墨流失量大以及废水污染严重[12]。CaO+2HF   CaF2 +H2O沉淀物CaF2、MgF2、FeF3等的覆盖阻碍了反应的进一步进行，当有混合酸存在时，进行如下反应： Na2O+2HF   2NaF+H2O  由上可知，当有盐酸或稀硝酸存在时，难溶氟化物的溶解度大大增加。氢氟酸和混合酸在常温常压下几乎可以溶解全部矿物质，是一种较理想的去除矿物质的化学脱灰剂。莫海波[3]通过蒸汽加热使混合酸溶液（氢氟酸、盐酸、硝酸、硫酸溶液和水）与石墨中的杂质反应，经洗涤、搅拌、甩干和烘干等工序除去石墨中的杂质，提纯后的石墨固定碳含量可以达到99.99%至9

7、9.995%。青岛石墨股份有限公司采用氢氟酸、盐酸、硫酸的混酸体系建立了国内首条年产500吨的高纯石墨自动化生产线，开创了国内大型规模生产高纯石墨的先河[14]。除了湿法提纯和火法提纯法外，研究者采用火法与湿法联合使用（即火法——湿法提纯法）对石墨进行提纯，肖奇研究结果表明[1]，改进的火法——湿法提纯法可将固定碳含量为84.18%的隐晶质石墨提纯至固定碳含量高达99.25%。 1.1.1       浮选法       ResearchDevelopmentsonPrepara