高纯石墨提纯工艺
石墨提纯工艺流程

石墨提纯工艺流程
嘿,朋友们!今天咱来唠唠石墨提纯工艺流程这个事儿。
你说这石墨啊,就像一块未经雕琢的璞玉,得经过一系列巧妙的过程,才能展现出它真正的光彩。
先来说说粉碎这一步,就好比是给石墨来个“瘦身运动”,把它大块头的身体变成小小的颗粒,这样才能更好地进行后续的操作呀。
接下来就是浮选啦,这就好像是在一堆杂物中挑出宝贝一样,把石墨从其他杂质中给分离出来,让它脱颖而出。
然后呢,到了酸浸这一环节。
哎呀呀,这就像是给石墨洗了个特别的“澡”,把那些顽固的杂质给洗掉,让石墨变得更加纯净。
经过这一遭,石墨可就干净多了。
再之后是碱熔,这有点像给石墨做了一次特别的“美容护理”,让它进一步提升自己的品质。
在这个过程中,石墨就像是被精心呵护的花朵,一点点绽放出它的美丽。
还有啊,提纯后的石墨还需要进行洗涤和干燥呢。
这就好比人洗完澡后要擦干身子一样,把多余的水分去掉,让石墨以最好的状态呈现出来。
你想想看,原本普普通通的石墨,经过这么多道工序的打磨,最终变成了高纯度的宝贝。
这多神奇呀!就像一个灰姑娘变成了美丽的公主。
咱生活中很多东西都离不开石墨提纯后的产物呢。
从小小的电池到大大的工业制品,都有石墨的功劳。
这就像是一个默默奉献的幕后英雄,虽然我们平时可能不太注意到它,但它却在很多地方发挥着重要的作用。
所以说啊,石墨提纯工艺流程可真是个了不起的过程,它让石墨发挥出了最大的价值,为我们的生活带来了便利和进步。
这就是科技的魅力呀,能把普通的东西变得不普通,能让我们的生活变得更加美好!你说是不是很厉害呢?。
石墨成品提纯方法及工艺流程

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高温焙烧法提纯石墨矿

高温焙烧法提纯石墨矿
高温焙烧法是一种常用的方法,用于提纯石墨矿。
具体的步骤如下:
1. 准备石墨矿原料:选择高纯度的石墨矿作为原料,通常使用天然石墨矿或人工合成的石墨矿。
2. 粉碎和筛分:将石墨矿原料进行粉碎和筛分,得到一定粒径的粉末。
3. 焙烧:将筛分后的石墨矿粉末置于高温炉中进行焙烧。
焙烧温度一般在2100-2800摄氏度之间,焙烧时间根据需要可长达
数小时至几十小时。
4. 水洗:将焙烧后的石墨矿冷却,然后用水进行洗涤,将其中的杂质去除。
5. 干燥:洗涤后的石墨矿进行干燥,以去除水分。
6. 再烧:将干燥后的石墨矿再次置于高温炉中进行再烧。
再烧温度一般在2500-2800摄氏度之间,再烧时间通常较短,只需
几小时至十几小时。
7. 冷却、筛分和包装:将再烧后的石墨矿冷却后,进行筛分和包装,得到最终的石墨矿产品。
高温焙烧法能够通过高温处理,去除石墨矿中的杂质和残留物,
提高石墨矿的纯度和结晶度。
同时,焙烧过程中还会改变石墨矿的物理性质,如比表面积、导电性等。
因此,焙烧条件的选择和控制对石墨矿的最终品质起着关键作用。
年产5500吨高纯石墨生产工艺流程全解

高纯石墨是一种具有高度结晶、纯净度极高的石墨材料,具有独特的导电、导热、耐高温、耐化学腐蚀等特性,在航天、电子、新能源等领域具有重要的应用价值。
下面是年产5500吨高纯石墨的生产工艺流程全解。
1.原料准备:选择高品质的天然石墨矿石作为原料。
对原料进行初步处理,去除杂质和有机物。
2.粉碎研磨:将原料矿石经过破碎机和磨机等设备粉碎成目标粒度的粉末状物料。
3.矿浆处理:将粉碎得到的石墨粉末与添加剂、溶剂等混合,形成矿浆。
通过搅拌、脱泡和筛分等工艺,得到均匀的矿浆。
4.浓缩脱水:将矿浆加热,通过真空脱水等方法,将矿浆中的水分逐渐蒸发除去,使矿浆浓缩。
5.过滤干燥:将浓缩后的矿浆进行过滤,去除其中的固体颗粒。
然后将过滤后的湿饼进行干燥,除去残留的水分。
6.精炼:将干燥后的石墨进行热处理,使其达到高温状态。
通过高温炼烧和冷却等过程,去除石墨中的杂质,提高其纯度。
7.粉末处理:将精炼后的石墨进行细磨,使其成为粉末状。
通过磁选和空气分离等工艺,去除其中的石英和铁等杂质。
8.糊浆制备:将粉末状的高纯石墨与添加剂、溶剂等混合,形成糊状物料。
通过搅拌和均质等工艺,得到均匀的糊浆。
9.成型压制:将糊浆注入模具,然后进行压制,使其成型。
可以采用静压成型或热压成型等工艺。
10.烘烤固结:将成型后的产品进行烘烤,使其在高温下固结。
通过热处理,使得产品中的孔隙结构稳定并减少。
11.加工修整:将固结后的产品进行机械加工,如切割、磨削等,以得到所需的尺寸和形状。
12.表面处理:对产品进行化学处理或物理处理,使其表面得到修复和改良,提高产品的性能。
13.检验测试:对制成的高纯石墨产品进行质量检验和性能测试,确保产品达到相关标准和要求。
14.包装储存:对合格的产品进行包装和标识,然后进行储存,以备发货和销售。
以上是年产5500吨高纯石墨的生产工艺流程全解。
这个工艺涵盖了从原料准备到最终产品的整个生产链条,每个环节都需要严格控制和操作,以确保高纯石墨的质量和性能。
氢氟酸盐酸法石墨提纯工艺

氢氟酸盐酸法石墨提纯工艺
氢氟酸盐酸法石墨提纯工艺是一种有效的石墨提纯方法,主要利用氢氟酸和盐酸与石墨中的杂质发生反应,以达到提纯的目的。
在工艺过程中,将石墨粉与氢氟酸和盐酸的混合溶液进行反应,杂质会与氢氟酸和盐酸发生反应,生成可溶性物质或挥发性物质,从而与石墨分离。
经过多次洗涤和脱水烘干后,得到高纯度的石墨产品。
具体步骤如下:
1. 将石墨粉与氢氟酸和盐酸的混合溶液按照一定比例混合,搅拌均匀。
2. 将混合物加热至一定温度,保持一定时间,使杂质与氢氟酸和盐酸充分反应。
3. 反应结束后,将混合物进行洗涤,以去除其中的可溶性物质和挥发性物质。
4. 将洗涤后的石墨进行脱水烘干,得到高纯度的石墨产品。
该方法具有提纯效果好、工艺流程简单、产品品位高、成本相对较低等优点,可广泛应用于天然石墨、人造石墨等材料的提纯。
同时,需要遵守相关的安全规范,特别是在使用氢氟酸和盐酸等危险化学品时要注意个人安全和环境保护。
高纯石墨生产工艺

高纯石墨生产工艺高纯石墨是一种重要的材料,广泛应用于冶金、化工、航空航天、电子等领域。
本文将介绍高纯石墨的生产工艺,主要包括石墨矿选取和加工、石墨提纯、化学气相沉积、浸渍处理、高温烧结、石墨化处理、酸洗、清洗和干燥、包装和储运等方面。
1.石墨矿选取和加工在选取石墨矿源时,需要挑选纯净度高、鳞片状石墨含量高的矿源。
随后,通过破碎和磨粉工序将大块石墨矿破碎成小块,再磨成粉末。
为了提高石墨的纯度,需要进行选矿和提纯,除去其中的杂质。
2.石墨提纯石墨提纯是高纯石墨生产工艺中的重要环节,主要包括化学分析、物理分选和化学处理等步骤。
化学分析主要是对石墨样品进行成分分析,以确定杂质种类和含量;物理分选则采用重力分选、浮选等方法将石墨与杂质进行分离;化学处理则是通过酸碱中和、溶剂萃取等方法进一步除去杂质。
3.化学气相沉积化学气相沉积(CVD)是在高温下,将含有碳元素的气体与氢气反应生成石墨烯薄膜的过程。
该步骤主要采用甲烷、乙炔等含碳气体,在高温下与氢气反应生成石墨烯。
沉积过程中需严格控制反应温度、压力等参数,以确保生成的石墨烯薄膜具有高质量和稳定性。
4.浸渍处理浸渍处理是为了提高石墨烯薄膜的导电性能。
通过将石墨烯薄膜浸渍在金属离子溶液中,使金属离子与石墨烯分子发生相互作用,从而提高其导电能力。
浸渍处理的效果评估主要是通过电导率测试来衡量。
5.高温烧结高温烧结是在高温下将石墨烯薄膜中的有机物和金属杂质去除,同时使石墨烯之间发生融合,形成三维结构的过程。
烧结温度通常在1000-2000℃之间,烧结时间一般在几分钟至几十分钟之间。
高温烧结的反应条件及影响因素包括温度、时间、气氛等。
6.石墨化处理石墨化处理是在高温下对石墨进行热处理,使其具有优异的导电、导热性能和稳定性。
在石墨化过程中,应控制升温速度、保温时间和冷却速度等参数,避免出现裂纹和变形等问题。
石墨化处理的效果评估主要包括电导率、热导率和耐腐蚀性能等方面的测试。
石墨的提纯方式

石墨的提纯方式石墨是一种自然矿物,主要成分是碳。
其物理性质稳定,导电、导热性能极佳,具有优异的化学稳定性和高温稳定性。
石墨被广泛应用于电子、航空航天、化工、冶金、军工等领域。
然而,天然石墨中常常混杂着其他杂质,从而影响其质量和性能,因此需要对其进行提纯。
本文将介绍石墨的常见提纯方式。
机械法提纯机械法提纯是指通过物理力学手段,将天然石墨研磨成粉末,再经过筛分、漂洗、离心等步骤去除杂质的方法。
机械法提纯的优点是技术简单,成本低,适用于大规模生产。
但是,机械法提纯不能完全去除石墨中的杂质,且可能会对石墨的物理性质产生影响。
酸法提纯酸法提纯是指将天然石墨放入强酸溶液中,经过溶解、过滤、洗涤等步骤,去除杂质并提纯石墨的方法。
酸法提纯的优点是提纯效果好,可去除石墨中的大部分非碳元素,且适用于不同类型的石墨。
但是,酸法提纯的强酸会对环境产生污染,且操作时需要注意安全。
热处理法提纯热处理法提纯是指将天然石墨在高温下处理,去除杂质并提纯石墨的方法。
热处理法提纯可分为两种类型:高温碳化和高温氧化。
高温碳化是将天然石墨加热至2000℃左右,使其分解为碳和其他物质,从而获得高纯度碳。
高温氧化是将天然石墨加热至900℃以上,在氧气或空氧气氛下使其发生氧化反应,从而去除杂质。
热处理法提纯的优点是提纯效果好,可获得高纯度石墨,且不会对环境产生污染。
但是,热处理法提纯的成本较高,操作时需要注意安全。
化学气相沉积法提纯化学气相沉积法提纯是一种将气态前驱体沉积在衬底表面上形成纯净薄膜或粉末的技术。
通过控制沉积条件,可制备出具有不同形态和大小的石墨材料。
这种方法可获得纯度较高的石墨,并可根据需要调节形态和大小。
但是,化学气相沉积法提纯的设备复杂,成本较高,适用于小批量生产。
总的来说,石墨的提纯方式有多种,每种方法都有其优点和缺点。
选择合适的提纯方式,可以有效地提高石墨的质量和性能,降低生产成本,促进其应用的发展。
高纯石墨提炼工艺流程

高纯石墨提炼工艺流程高纯石墨的生产工艺不同于石墨电极的生产工艺。
高纯石墨需要结构上各向同性的原料,需要磨成更细的粉末,需要应用等静压技术,所以烘烤周期长。
为了达到理想的密度,需要多次浸渍-烘烤循环,石墨化周期比普通石墨长得多。
生产高纯石墨的一般工艺过程可详细描述如下:1.石墨化石墨化是指通过热活化将热不稳定的非石墨碳转化为石墨碳的高温热处理过程。
2.原材料生产高纯石墨的原料包括骨料、粘结剂和浸渍剂。
集料通常是针状石油焦和沥青焦。
这是因为针状石油焦具有灰分低(一般小于1%)、高温下易石墨化、导电导热性能好、线膨胀系数低的特点。
在相同的石墨化温度下由沥青焦获得的石墨具有更高的电阻率,但是具有更高的机械强度。
所以一般来说,除了石油焦之外还会使用一定比例的沥青焦来提高产品的机械强度。
煤焦油沥青通常用作粘结剂,它是煤焦油蒸馏的产物。
室温下为黑色固体,无固定熔点。
3.煅烧碳质原料在高温下进行热处理,排除所含水分和挥发分,并相应提高原料理化性能的生产工序称为煅烧。
一般碳质原料采用燃气及自身挥发分作为热源进行煅烧,最高温度为1250℃-1350℃。
(1)煅烧使碳质原料的组织结构和物理化学性能发生深刻变化,主要体现在提高了焦炭的密度、机械强度和导电性,提高了焦炭的化学稳定性和抗氧化性能,为后续工序奠定了基础。
煅烧设备主要有罐式煅烧炉、回转窑和电煅烧炉。
煅烧质量控制指标是石油焦真密度不小于cm3,电阻率不大于550μΩ.m,针状焦真密度不小于cm3,电阻率不大于500μΩ.m。
(2)原料的破碎处理和配料在配料之前,须对大块煅后石油焦和针状焦进行粉碎、磨粉、筛分处理。
①中碎:通常是将50mm左右的物料通过颚式破碎机、锤式破碎机等破碎设备进一步破碎到配料所需的大小。
②磨粉:通过磨粉机(球磨机、环棍式环辊磨粉机)将碳质原料磨细到粒径以下的粉末状小颗粒的过程。
③筛分:通过具有均匀开孔的一系列筛子,将破碎后尺寸范围较宽的物料分成尺寸范围较窄的几种颗粒粒级的过程。
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高碳石墨提纯
目前高碳石墨提纯主要有种化学提纯和高温提纯两大类,其中化学提纯又主要包括氢氟酸法和碱酸法两种。
一、氢氟酸法
此法目前比较成熟可行的提纯方法,但对设备腐蚀性强,尤其氢氟酸毒性强,生产时必须有严格的安全防护和废水处理系统。
具体工艺过程,已在奥宇学习为例,酸洗大致流程为:
加料—加酸—反应釜反应除杂—离心机水洗脱水—放料—干燥—污水处理
1、加料
加料是用提升架升到高楼平台倒入反应釜中。
2、加酸
加酸过称主要是先把各种酸加入到各自的酸灌中,通过观察酸灌的容量刻度来定量,在准备就绪后打开阀门通过泵或者重力流入反应釜中,具沟通了解酸洗酸主要有四种HF (40%)、Hcl (30%)、HNO 3(30%)、H 2SO 4 (92.5%)。
加酸顺序主
要是钙不高先加Hcl ,之后在按顺序加H 2SO 4、HF 、HNO 3,原因是钙碱土含量高费
酸,从成本考虑Hcl 最便宜;如要钙含量正常,就按H 2SO 4、Hcl 、HF 、HNO 3顺序加酸,主要是H 2SO 4放热方面考虑,并且每种酸加入后反应一段时间在加入另一
种酸,据说更加合理。
配比上主要是考虑原料中的各种微量元素不同,酸的配比除杂加酸不同,主要有技术部门负责配比,每次都是先有技术部门小样实验,在进行酸量的微调,高碳石墨中杂质虽不完全相同,但大致相同,主要含有硅酸盐矿物和钾、钙、纳、镁、铝、铁等化合物。
任何硅酸盐都可以被氢氟酸溶解,生成氟化物和挥发物,但同时氢氟酸会和钾、钙、纳、镁、铝、铁等氧化物反应生产沉淀物,因此在其中加入盐酸、硝酸、硫酸可使沉淀物溶于水,除去这些杂质。
以酸洗两遍为例,总体质量配比大致为HF :Hcl :HNO 3:H 2SO 4 =2:2:1:1。
以
下为奥宇其中一个产品的酸洗时间和配比数据:
第一遍 质量比HF :Hcl :HNO 3:H 2SO 4=250:150:0:150 酸洗时间16小时
第二遍 质量比HF :Hcl :HNO 3:H 2SO 4=140:270:100:0 酸洗时间12小时
3、反应釜反应除杂
反应釜内衬主体为塑料材质,极易损坏报废。
目前奥宇1线反应釜8个,二
线反应釜7个,二线其中有2个是电加热搅拌方式,比较适合北方尤其冬天生产,但造价高,其余都为蒸汽方式加热搅拌。
反应釜一般酸洗温度控制在80℃左右,各种酸不会和石墨本身发生任何反应,但温度过高不利于工艺,如100度以上,氢氟酸就会开始腐蚀石墨。
1线反应釜为2立方米,2线反应釜为2.2立方米。
一次加料1.05吨左右,为一个批次,加酸大概600公斤,加水300公斤左右。
此外夏天5—10月天热一般物料酸洗两遍可以合格,且酸用量也少,针对蒸汽系统冬天冷温度降低快,酸洗都在三遍以上,且用酸量也大,电加热系统可克服此问题。
4、离心机脱水干燥
离心机1线有5个,2线有4个,离心机为张家港骏宇设备公司和永达机械设备公司,其中一家离心机型号为PG2.1250,功率为22kw,310L。
离心机内部主要有滤布,物料带水在高速旋转离心作用小,水透过滤布过滤掉,采用边加水水洗边滤水的方式,回收率的高低就主要取决于滤布的目数,但同时目数太大,滤水性差,离心时间长,一般滤布为1000目—2000目左右。
因此酸洗粒度越小的产品损失越大,粒度偏移越大。
以酸洗12料为例,奥宇刚开始实验时。
回收率只有10%,目前奥宇据说只能做到80%左右,据说他们是采用在滤布上沾一定厚度的料,不去除清洗,增大物料流失阻力,以此来阻挡细料流失。
离心机加料时要在中速旋转中加料(25HZ),防止物料被甩出,在调成高速50HZ,离心机一次加料基本在200公斤,离心5回一个批次,离心时间看酸的多少,一般在20—40分钟,清洗一吨石墨大概需水5吨,离心物料含水量控制在25%以内,一般情况下在18%左右。
5、放料
放料主要是检测离心机甩出水的PH,符合要求即可放料,进行抽检和烘干。
6、干燥
干燥目前该公司采用两步式微波干燥,即用微波先干燥一遍,去除一定水分,在重复一次干燥,达到干燥,目前水分可做到0.05%以下。
7、水处理
水处理方式为用石灰中和酸,检测合格后,抽出水除去掺杂的石灰,排放或者循环使用。
污水处理系统目前有4个大池子,其中第一个池子在屋下为酸水暂
存池(9米×6米×4米),第二池子为中和池(6米×6米×4米),每天大概需要石灰80—100袋,每袋30公斤,中和后的水经过压滤机除杂,水进入第三个或者第四个池子,第三个和第四个池子都为蓄水池(9米×6米×4米),经过沉降检测合格后排放或者在使用到其他工序。
通过了解这种方式中和酸比较浪费石灰,可以采用石灰棒按一定距离分散固定在水中,定期更换石灰棒,让水流过中和酸比较经济。
二、碱酸法(苛性钠法)
氢氟酸发毒性强,污染环境,因此有一定的局限性,而采用苛性钠法无毒,污染小,而且化工原料也较容易买,工艺也较简单,但对设备技术要求高,能耗大,投入成本大,并且通过目前了解碳含量很难达到99.9%以上。
苛性钠法方法主要是石墨中的杂质在高温下煅烧于苛性钠生产可溶性硅酸盐类和氢氧化物,水洗脱硅,然后一些其他的杂质在和盐酸反应生产可容于水的氯化物,通过再次洗涤出去。
主要过称为配料、搅拌、高温熔融、冷却浸出、洗涤、加酸反应、在洗涤、脱水、干燥。
其中最主要影响工艺在配料、熔融、和洗涤浓度和速度上。
配料要合理,要根据石墨中杂质的不同,而配比合适的酸碱质量,并要根据烧碱是固体或者液体选择合适浓度的烧碱。
熔融温度一般在500-800,温度越高碳含量越高,但温度越高碳含量提高不明显,并且对设备要求更高,因此通过一些文献,熔融温度在700度综合考虑比较适合,可提高到99.8%以上。
洗涤浓度不宜过高,应低于石墨浮选作业浓度,碱洗浓度要低于10%左右,碱洗时会产生胶体,浓度过大和洗涤速度过快都不宜洗涤出去。
三、高温提纯
高温提纯方法主要利用石墨耐高温的性质,高温加热到一定程度,杂质都会以气态形式挥发,而石墨沸点为3700多度,但此方法能耗高,成本高,除一些军工行业或者特殊行业,很难达到工业上大批量生产。