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| 石墨選礦提純方法優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比分析 |
| 來(lái)源：中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2014-01-08 10:42:42 瀏覽次數(shù)： |
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（中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng)/劉莉）石墨因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電、導(dǎo)熱、潤(rùn)滑、耐高溫、化學(xué)性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，在高性能材料中具有較高應(yīng)用價(jià)值，成為現(xiàn)代工業(yè)及高、新、尖技術(shù)發(fā)展必不可少的非金屬材料。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，普通的高碳石墨產(chǎn)品已不能滿足各行各業(yè)的要求，因此需要進(jìn)一步提高石墨的純度。
目前，國(guó)內(nèi)外提純石墨的方法主要有浮選法、堿酸法、氫氟酸法、氯化焙燒法、高溫法等。其中堿酸法、氫氟酸法與氯化焙燒法屬于化學(xué)提純法，高溫提純法屬于物理提純法。
（一）浮選法
石墨原礦的浮選一般先使用正浮選法，然后再對(duì)正浮選精礦進(jìn)行反浮選。浮選石墨精礦品位通?？蛇_(dá)80%～90%，采用多段磨選，純度可達(dá)98%左右。
浮選晶質(zhì)石墨常用捕收劑為煤油、柴油、重油、磺酸酯、硫酸酯、酚類和羧酸酯等，常用起泡劑為2#油、4#油、松醇油、醚醇和丁醚油等，調(diào)整劑為石灰和碳酸鈉，抑制劑為水玻璃和石灰。浮選隱晶質(zhì)石墨的常用捕收劑是煤焦油，常用起泡劑是樟油和松油，常用調(diào)整劑是碳酸鈉，常用抑制劑是水玻璃和氟硅酸鈉。
優(yōu)點(diǎn)：能耗和試劑消耗最少、成本最低。
缺點(diǎn)：只能使石墨的品位得到有限的提高，對(duì)于鱗片狀石墨，采用多段磨礦不但不能將其完全
單體解離，而且不利于保護(hù)石墨的大鱗片。
（二）堿酸法
堿酸法是石墨化學(xué)提純的主要方法，也是目前比較成熟的工藝方法。該方法包括NaOH－HCl，NaOH－H2SO4，NaOH－HCl－HNO3等體系。其中NaOH－HCl法最常見(jiàn)。
堿酸法提純石墨的原理是將NaOH與石墨按照一定的比例混合均勻進(jìn)行煅燒，在500～700℃的高溫下石墨中的雜質(zhì)如硅酸鹽、硅鋁酸鹽、石英等成分與氫氧化鈉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成可溶性的硅酸鈉或酸溶性的硅鋁酸鈉，然后用水洗將其除去以達(dá)到脫硅的目的；另一部分雜質(zhì)如金屬的氧化物等，經(jīng)過(guò)堿熔后仍保留在石墨中，將脫硅后的產(chǎn)物用酸浸出，使其中的金屬氧化物轉(zhuǎn)化為可溶性的金屬化合物，而石墨中的碳酸鹽等雜質(zhì)以及堿浸過(guò)程中形成的酸溶性化合物與酸反應(yīng)后進(jìn)入液相，再通過(guò)過(guò)濾、洗滌實(shí)現(xiàn)與石墨的分離。
優(yōu)點(diǎn)：堿酸法提純后的石墨含碳量可達(dá)99%以上，具有一次性投資少、產(chǎn)品品位較高、工藝適
應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。而且還具有設(shè)備常規(guī)、通用性強(qiáng)（除石墨外，許多非金屬礦的提純都可
以采用堿酸法）等優(yōu)點(diǎn)，堿酸法是現(xiàn)今在我國(guó)應(yīng)用最廣泛的方法。
缺點(diǎn)：能量消耗大、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、石墨流失量大以及廢水污染嚴(yán)重。
（三）氫氟酸法
任何硅酸鹽都可以被氫氟酸溶解，這一性質(zhì)使氫氟酸成為處理石墨中難溶礦物的特效試劑。1979年以來(lái)，國(guó)內(nèi)外相繼開(kāi)發(fā)了氣態(tài)氟化氫、液態(tài)氫氟酸體系以及氟化銨鹽體系的凈化方法，其中，液態(tài)氫氟酸法應(yīng)用最為廣泛，它利用石墨中的雜質(zhì)和氫氟酸反應(yīng)生成溶于水的氟化物及揮發(fā)物而達(dá)到提純的目的。
優(yōu)點(diǎn)：除雜效率高，所得產(chǎn)品的品位高、對(duì)石墨產(chǎn)品的性能影響小、能耗低。
缺點(diǎn)：有劇毒和強(qiáng)腐蝕性，生產(chǎn)過(guò)程中必須有嚴(yán)格的安全防護(hù)措施，對(duì)于設(shè)備的嚴(yán)格要求和環(huán)
保投入導(dǎo)致成本升高。
（四）氯化焙燒法
氯化焙燒法是將石墨粉摻加一定量的還原劑，在一定溫度和特定氣氛下焙燒，再通入氯氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，使物料中有價(jià)金屬轉(zhuǎn)變成熔沸點(diǎn)較低的氣相或凝聚相的氯化物及絡(luò)合物而逸出，從而與其余組分分離，達(dá)到提純石墨的目的。
優(yōu)點(diǎn)：低焙燒溫度和較小的氯氣消耗量降低石墨的生產(chǎn)成本，同時(shí)石墨產(chǎn)品的含碳量與用氫氟
酸法處理后的相當(dāng)，相比之下氯化焙燒法的回收率較高。
缺點(diǎn)：因氯氣有毒，腐蝕性強(qiáng)，對(duì)設(shè)備操作要求較高，需要嚴(yán)格密封，對(duì)尾氣必須妥善處理，
所以在一定程度上限制了其推廣應(yīng)用。
（五）高溫提純法
利用石墨的沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于所含雜質(zhì)硅酸鹽的沸點(diǎn)這一特性，將石墨粉直接裝入石墨坩堝，在通入惰性氣體和氟利昂保護(hù)氣體的純化爐中加熱到2300～3000℃，保持一段時(shí)間，石墨中的雜質(zhì)會(huì)溢出，從而實(shí)現(xiàn)石墨的提純。高溫法一般采用經(jīng)浮選或化學(xué)法提純過(guò)的含碳99%以上的高碳石墨作為原材料，可將石墨提純到99.99%，如通過(guò)進(jìn)一步改善工藝條件，提高坩鍋質(zhì)量，純度可達(dá)到99.995%以上。
優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)品的含碳量極高，可達(dá)99.995%以上。
缺點(diǎn)：須專門(mén)設(shè)計(jì)建造高溫爐，設(shè)備昂貴，一次性投資多；苛刻的生產(chǎn)條件限制其應(yīng)用；能耗
大，高額的電費(fèi)增加了生產(chǎn)成本。
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