（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）業(yè)內(nèi)對(duì)石墨提純主要集中在天然鱗片石墨，對(duì)隱晶質(zhì)石墨的提純研究相對(duì)較少，同時(shí)隱晶質(zhì)石墨的晶粒小，雜質(zhì)包含在微小晶粒中，提純技術(shù)難度加大，也是制約其應(yīng)用范圍的主要原因之一。
目前隱晶質(zhì)石墨的提純很多還是借鑒天然鱗片石墨的技術(shù)，石墨的提純主要是除去雜質(zhì)元素。目前，國內(nèi)外提純隱晶質(zhì)石墨的方法可分為物理方法和化學(xué)方法物理方法主要有浮選法和高溫法，化學(xué)方法包括堿酸法、氫氟酸法、氯化焙燒法等。
1 隱晶質(zhì)石墨提純方法研究現(xiàn)狀
1.1 浮選法
基于石墨具有良好的天然疏水性、可浮性好，容易使其與雜質(zhì)礦物分離的特點(diǎn)，常采用浮選法對(duì)石墨原礦進(jìn)行提純。一般先使用正浮選，然后對(duì)浮選精礦進(jìn)行反浮選，但它提純的石墨品位只能達(dá)到一定的范圍，通常為85%~90%。
盧文光等對(duì)該法進(jìn)行改性，提出了疏水絮凝浮選法。疏水絮凝是由于分散顆粒的表面疏水性而導(dǎo)致它們?cè)谒邢嗷F(tuán)聚的現(xiàn)象，它的實(shí)現(xiàn)是通過添加表面活性劑（增加礦粒表面疏水性）和高強(qiáng)度攪拌（①克服顆粒間能壘，使其絮凝；②碎裂聚團(tuán)，從而消除聚團(tuán)中的雜質(zhì)夾帶物）來實(shí)現(xiàn)的。疏水絮凝后，礦漿移至浮選槽中進(jìn)行浮選分離。
1.2 高溫焙燒法
高溫提純石墨，其原理是石墨能耐高溫，具有較高的沸點(diǎn)（4500℃）。將石墨在通入惰性氣體和氟利昂- 12 的純化爐中加熱到2300~3000℃，維持近1h，就可因低沸點(diǎn)的雜質(zhì)蒸發(fā)而提純。此方法是基于硅酸鹽礦物的沸點(diǎn)都遠(yuǎn)小于石墨的沸點(diǎn)。但此法代價(jià)昂貴，生產(chǎn)規(guī)模又受到限制，且電爐加熱技術(shù)要求嚴(yán)格：隔絕空氣，否則石墨在熱空氣中升溫到450℃時(shí)，就開始被氧化，溫度越高，石墨的損失就越大。因此，高溫法僅適用于生產(chǎn)高純石墨（含碳量>99.9%）。產(chǎn)品主要用于半導(dǎo)體、高純石墨制品和光譜電極等方面。
1.3 堿酸法
堿酸兩步法是化學(xué)提純的主要方法，也是目前比較成熟的工藝，該法主要是利用高溫下NaOH 與雜質(zhì)中的主要有害成份SiO2、Al2O3 等發(fā)生如下反應(yīng)：
2NaOH + SiO2→Na2SiO3 + H2O（氣）
2NaOH + Al2O3→2NaAlO2 + H2O（氣）
生成的硅酸鹽在水中部分溶解，部分生成不溶于水的膠體，然后在酸液浸泡下被去除。Fe2O3、CaO、MgO 等部分可溶于水，部分與酸液反應(yīng)生成可溶于水的鹽。通過堿煅燒和酸液浸泡及水洗等工藝來提高石墨中的碳含量。
1.4 氫氟酸法
氫氟酸法是利用石墨中的雜質(zhì)和HF 反應(yīng)生成溶于水的化合物及揮發(fā)物，然后用水沖洗即可除去這些雜質(zhì)化合物，從而使石墨得到提純。
Al2O3+6HF→2AlF3 + 3H2O
SiO2+4HF→SiF4+2H2O
但HF 與CaO，MgO，F(xiàn)e2O3 等反應(yīng)會(huì)得到沉淀。其反應(yīng)如下：
CaO+2HF→ CaF2↓+H2O
MgO+2HF→MgF2↓+H2O
Fe2O3+6HF→2FeF3↓+3H2O
為了不在純化過程中產(chǎn)生新的雜質(zhì)，還有必要在HF 中加入少量的氟硅酸、稀HCl、HNO3 或H2SO4等，可以除去Ca、Mg、Fe 等雜質(zhì)元素的干擾。從原理上講，該法與酸堿兩步法相似，即都是先除去難溶于酸的SiO2 和Al2O3，然后再將其它雜質(zhì)在酸液中去除，通過水洗后得到較高碳含量的隱晶質(zhì)石墨。
1.5 氯化焙燒法
氯化焙燒法是將石墨粉摻加一定量的還原劑，在高溫和特定氣氛下焙燒，再通入Cl2 進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成氣相或凝聚相的氯化物及絡(luò)合物而逸出，從而達(dá)到提純石墨的目的。其原理是利用石墨中的雜質(zhì)在高溫加熱下可分解成氧化物如SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO 等，這些氧化物的熔沸點(diǎn)較高，而它們的氯化物的熔沸點(diǎn)則較低，這樣在不太高的溫度下，這些氯化物就會(huì)汽化而逸出，雜質(zhì)被去除，從而達(dá)到純化石墨目的。
2 隱晶質(zhì)石墨提純研究進(jìn)展
在鱗片石墨的高純化處理研究方面，目前，我國已有一些廠家利用高溫法、酸堿兩步法、高濃度強(qiáng)酸法等方法生產(chǎn)出99.9%以上的高純鱗片石墨，如青島石墨股份有限公司利用HF、H2SO4、HCl 三強(qiáng)酸法建立了國內(nèi)首條年產(chǎn)500t 高純石墨的生產(chǎn)線。然而上述傳統(tǒng)的石墨提純方法不僅生產(chǎn)批量小、質(zhì)量不穩(wěn)定，而且還對(duì)環(huán)境造成較嚴(yán)重的污染。近年來，我國一些大企業(yè)在石墨深加工、微粉石墨和超微細(xì)石墨方面加大研發(fā)力度，并逐漸批量生產(chǎn)，但總體上還與國外存在較大的差距。
當(dāng)前隱晶質(zhì)石墨提純研究中主要需解決兩大難題：（1）避免環(huán)境二次污染，即要在藥劑
方面選擇環(huán)境友好型的純化劑，盡量少選用含氟的試劑；（2）完善工藝流程，提高純化效率，盡量減少工藝步驟，節(jié)約能耗，從而走節(jié)能環(huán)保型道路。
3. 結(jié)論
隱晶質(zhì)石墨的高純化處理是提高其附加值的必由之路，已成為當(dāng)前人們的共識(shí)。堿酸法是目前最常用的方法，具有生產(chǎn)成本低、化學(xué)純度高的優(yōu)勢(shì)，但對(duì)環(huán)境的污染較大；高溫純化法對(duì)環(huán)境的影響較小，但生產(chǎn)成本極高，難以推廣應(yīng)用。因此，隱晶質(zhì)石墨的純化目前主要有兩大發(fā)展趨勢(shì)：
（1）采用連續(xù)高溫純化處理，以降低能耗和生產(chǎn)成本，但要研制長(zhǎng)期使用溫度達(dá)3000℃的超高溫連續(xù)處理設(shè)備，需要解決的問題很多，目前的技術(shù)水平尚難以達(dá)到。
（2）通過優(yōu)選化學(xué)純化劑體系，盡可能減少對(duì)環(huán)境的影響，同時(shí)在生產(chǎn)過程中采取嚴(yán)格和科學(xué)合理的污染防治措施實(shí)現(xiàn)零排放和少排放。
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