研讨提纯石墨的方法,必须首要查清存在于石墨矿中的杂质组成。尽管各地的天然石墨所含杂质成分不完全相同,但大致成分却是相似的。这些杂质主要是钾、钠、镁、钙、铝等的硅酸盐矿物,石墨的提纯工艺,就是采取有效的手段除去这部分杂质。目前,国内外提纯石墨的方法主要有浮选法、碱酸法、氢氟酸法、氯化焙烧法、高温法等。其中碱酸法、氢氟酸法与氯化焙烧法属于化学提纯法,高温提纯法属于物理提纯法。
随着技能的不断发展,普通的高碳石墨商品已不能满足各行各业的要求,因此需要进一步提高石墨的纯度。但是对于中国的石墨加工技能而言,商品多以原料和初级商品为主,商品的高杂质含量使其应用范围受限。
这样,一方面国产石墨商品在国际市场价格低廉,造成大量石墨资源外流;另一方面本国市场需要的高纯超细石墨制品则多依赖进口。因此,对于高纯石墨制备工艺进行研讨,具有现实意义。
天然石墨根据其结晶程度不同,可分为晶质石墨(鳞片)和隐晶质石墨(土状)两类。晶质石墨矿石的特点是档次不高,固定碳含量一般不超过10%,局部特别富集地段可达20%或更多,但该类石墨矿石可选性好,浮选精矿档次可达85%以上,是自然界中可浮性最好的矿石之一。隐晶质石墨的档次较高,固定碳含量一般为60%~80%,最高可达95%,但是矿石可选性较差。
石墨的应用非常广泛,遍布大街小巷,更是一种趋势,当然,之所以深得喜爱,也是它自身的优点颇多,以至于不得不去开发使用。接下来,介绍下石墨粉的提纯工艺。
石墨粉商品在工业上出产上的应用日趋广泛,石墨粉商品的研制也从低端、中端走向高端,石墨粉高端商品的高纯化和粒度的超细化是重要的两个依据,高纯石墨粉就是石墨粉高纯化的一个代表商品。
高纯石墨粉中的高纯是指石墨粉的纯度高,详细是指石墨粉含碳量所占的比重,高纯石墨粉纯度通常在99.9%以上,目前已知的高纯石墨粉提纯技术有高温石墨化法、过氧化钠熔融法、高浓度强酸法、三强酸提纯法等办法,经过研究发现,三强酸提纯法比较合适量产,首要选用含碳量在98~99%的鳞片石墨粉作为质料,利用强硫酸、盐酸和氟化氢合理配比与鳞片石墨粉混合,要依照一定的顺序加入这三种酸液,充分拌和混合均匀,使石墨粉与这3种酸液在24小时内发生反应,然后排掉废酸,用工业清洁水清洁石墨粉至中性,再用纯水清洁2~5遍后用离心机脱水,将石墨粉烘干后,抽样检验,包装成高纯石墨粉后就可以销售了。