高纯石墨的制备研究_学位论文
磷钨酸提纯天然鳞片石墨
摘要随着科技的发展，天然鳞片石墨已被广泛应用于化工、机械、冶金等众多领域，尤其是石墨制品及其复合材料应用更为广泛，这种石墨制品及其复合材料对石墨纯度要求很高，含碳量大都在99%以上。
浮选法虽然工艺简单、成本低，但远达不到品味要求。
而碱酸法、氢氟酸法等几种目前较为常用的高纯石墨的生产方法，从设备、工艺技术上都不是很成熟，因此有必要针对高纯石墨制备工艺进行研究，安全高效绿色制备石墨原料。
钨酸、磷钨酸、磷钼酸是酸性稍弱于氢氟酸的强酸，无毒，腐蚀性小，实验分别研究了这几种强酸提纯天然鳞片石墨，得出磷钨酸在90℃与石墨以质量比1:1混合均匀搅拌3.5h为较佳工艺条件，可将97.28%的高碳石墨提纯到99.05%的高纯石墨。
在解决石墨纯度问题的同时，更降低了对环境的污染及人体的伤害，引领石墨产业健康、有序、可持续发展。
关键词：天然鳞片石墨；提纯；钨酸；磷钨酸；磷钼酸AbstractAlong with the development of science and technology, natural flake graphite is widely used in many fields such as chemical, mechanical, metallurgical, graphite products and its composite materials is more widely applied. In particular, the high requirement of graphite products and its composite material to the purity of graphite, carbon content above 99% mostly. Flotation method, though simple process and low cost, far short of taste requirements. Alkali acid and hydrofluoric acid and so on several commonly used ones are of high purity graphite production methods is not very mature from the equipment and process technology, so it is necessary for high purity graphite to study the preparation technology, safe and efficient green preparation of graphite materials.Tungsten acid , phosphotungstic acid and phosphorus is slightly weak acidic molybdate in hydrofluoric acid, non-toxic, corrosive small, the experiment respectively studied the several acid purified natural flake graphite, phosphotungstic acid at 90 ℃and graphite to mass ratio of 1:1 mixed evenly mixing 3.5 h for better process conditions, high carbon graphite purification can be 97.28% to 99.05% of high purity graphite. In to solve the problems of the purity of graphite, and reduce the pollution to the environment and hurt human body, leading the graphite industry healthy and orderly and sustainable development.Keywords：Natural Flake Graphite, Purification, Tungsten Acid, Phosphotungstic Acid, Phosphomolybdic Acid目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1石墨的晶体结构、性质与用途 (2)1.1.1石墨的晶体结构 (2)1.1.2石墨的工业分类 (3)1.1.3石墨的性能特点 (5)1.1.4石墨的应用 (6)1.2石墨提纯工艺研究现状 (6)1.2.1浮选法 (7)1.2.2碱酸法 (7)1.2.3氢氟酸法 (8)1.2.4 氯化焙烧法 (9)1.2.5高温法 (9)1.3 天然鳞片石墨发展前景 (10)1.4 实验目的及内容 (10)1.4.1实验目的及意义 (10)1.4.2实验内容 (10)第2章实验方法及材料 (11)2.1实验仪器及药品 (11)2.1.1实验仪器..................................... 错误！未定义书签。
攀枝花细鳞片石墨制备高纯石墨的几种方法比较
ｌ 几种 生产 方法简述
（） １碱酸法。碱 酸法又称酸碱提纯法 ， 即将石墨的提纯方法分为碱熔过程和酸解过程。碱熔过程是 将 一定 量 的石 墨 、 氧 化 钠 与 水 混 合 均 匀 ， 入 反应 器 中 ， 热 熔 融 。反 应 一段 时 间后 冷 却 至 １０Ｃ以 氢 放 加 ０￣
下， 过滤 至水洗 液 ｐ 为 ７～８ Ｈ 。其反 应 原理 如下 ：
赖奇 李玉峰 刘 国钦
（ 攀枝 花学院生物与化学工程系 ，四川 攀枝 花 ６ ７０ ） １０ ０
摘
要 针 对攀枝花细鳞 片高纯石墨的发展方 向 ， 介绍 了碱酸法 、 氢氟 酸提纯法 、 温提纯法 、 化焙烧法 等 高 氯
几 种高纯石墨的生产方法 ， 比较 了几 种高纯 石墨生产方法 的工艺条件 、 并 生产成 本 、 制备投 资及 各 自的缺点 。 得出攀 枝花高纯石墨较优 的生 产方法。
攀钢耐材公司科研所唐兴明 曾采用攀枝花金江石墨矿生产的 ９ ％ 的鳞片状石墨利用酸碱提纯法 ０
获得 了９ ．％ 以上 ， ９５ 最高 ９ ．９ ９７ ％的高纯石墨 ， 北京化工大学李常清 等利用类似方法（ 碱熔过程中加人
硼酸或偏硼酸钠作为助熔剂 ， 酸解过程还使用 了一定浓度的氢氟酸） 以中碳石墨 为原料获得 了 ９ ．２ ９８ ％ 的高纯石墨。 碱酸法的缺点在于需要 高温烧结、 熔融 ， 能量消耗大 。且反应时间长， 设备腐蚀严重。另外从 目前的 报道来 看 ， 高纯 石墨 的纯 度 均达 不到 ９ ．％ 的要求 。 其 ９９ （） ２ 氢氟酸提纯法。氢氟酸提纯法是利用氢氟酸能和大部分物质反应 生成可溶性物质原理进行石 墨提纯。即将石墨与一定浓度的氢氟酸浸泡后 ， 过滤水洗至中性， 干燥 ， 纯化。即得到高纯石墨。其反应
《石墨烯增强铜基复合材料的制备工艺及其性能研究》
《石墨烯增强铜基复合材料的制备工艺及其性能研究》一、引言随着科技的不断进步，新型材料的研究与开发已成为当前科研领域的重要方向。
其中，石墨烯增强铜基复合材料因其独特的物理和化学性质，在电子、机械、热学等多个领域展现出巨大的应用潜力。
本文旨在研究石墨烯增强铜基复合材料的制备工艺，并对其性能进行深入探讨。
二、制备工艺（一）材料选择制备石墨烯增强铜基复合材料的主要材料包括高纯度铜粉、石墨烯粉以及必要的添加剂。
其中，石墨烯的加入能够有效提高铜基复合材料的力学性能、导电性能和热导率。
（二）制备方法制备工艺主要包括混合、成型和烧结三个步骤。
首先，将高纯度铜粉与石墨烯粉按一定比例混合，并通过球磨机进行均匀混合。
其次，将混合后的粉末放入模具中，进行压力成型。
最后，将成型后的坯体进行高温烧结，使铜粉与石墨烯充分结合，形成复合材料。
三、性能研究（一）力学性能通过拉伸试验和硬度测试等方法，对石墨烯增强铜基复合材料的力学性能进行研究。
实验结果表明，随着石墨烯含量的增加，复合材料的抗拉强度和硬度逐渐提高。
这主要是由于石墨烯的加入，使得铜基体在受力时能够更好地分散应力，从而提高材料的力学性能。
（二）导电性能采用电导率测试仪对石墨烯增强铜基复合材料的导电性能进行研究。
实验结果显示，适量石墨烯的加入能够有效提高铜基复合材料的导电性能。
这得益于石墨烯的优异导电性能以及其在铜基体中的良好分散性。
（三）热学性能利用热导率测试仪对石墨烯增强铜基复合材料的热学性能进行研究。
实验结果表明，石墨烯的加入显著提高了铜基复合材料的热导率。
这主要归因于石墨烯的高热导率和其在铜基体中的良好分散性。
四、结论本文通过对石墨烯增强铜基复合材料的制备工艺及其性能进行研究，得出以下结论：1. 通过合理的制备工艺，可以实现石墨烯与铜基体的良好结合，制备出性能优异的石墨烯增强铜基复合材料。
2. 适量石墨烯的加入能够有效提高铜基复合材料的力学性能、导电性能和热导率。
石墨的高纯密度
石墨的高纯密度石墨的高纯密度石墨是一种天然产物，由于其特殊的物理和化学性质，在工业生产和科学研究领域中得到了广泛应用。
其中，高纯密度的石墨因其优异的机械、电学、导热等性能，在航空、航天、核工业等领域中发挥着重要作用。
本文将从以下几个方面介绍石墨的高纯密度。
一、什么是高纯密度的石墨高纯密度的石墨是指在原材料采集、加工过程中尽可能去除杂质，使得最终产品具有较高的纯度和密度。
通常情况下，高纯密度的石墨需要达到99.9%以上的纯度，同时具有较高的压实比重（1.8-2.2g/cm³）。
二、制备方法1.等离子体CVD法等离子体CVD法是目前制备高纯密度石墨最常用的方法之一。
该方法通过在真空或惰性气氛下加入适量碳源，并通过等离子体反应使其分解并沉积在基底上形成薄层。
该方法具有制备速度快、可控性好等优点，但需要高温高压环境，设备成本较高。
2.热压法热压法是将碳粉末或碳纤维在高温下进行压实，形成块状产品的方法。
该方法制备的产品具有较高的密度和强度，但纯度相对较低，需要进行后续处理。
3.等离子体熔化法等离子体熔化法是一种新型的制备方法，通过将碳源置于等离子体中，在高温下使其熔化并沉积在基底上形成薄层。
该方法具有制备速度快、纯度高、可控性好等优点。
三、应用领域1.航空航天领域高纯密度的石墨具有良好的机械性能和导电性能，在航空航天领域中被广泛应用。
例如，在卫星制造中，常用于制作支撑结构、导电板等部件。
2.核工业领域核工业对材料的要求非常严格，高纯密度的石墨因其较低的中子吸收截面和良好的耐辐射性能而被广泛应用。
例如，在核反应堆中，常用于制作反应堆芯和石墨反应堆的结构材料。
3.电子领域高纯密度的石墨具有良好的导电性能和导热性能，在电子领域中被广泛应用。
例如，在半导体制造中，常用于制作石墨电极、石墨舟等部件。
四、总结高纯密度的石墨是一种重要的工业原材料，其制备方法多样，应用领域广泛。
未来随着科技的发展和需求的增加，高纯密度石墨在各个领域中将有更广泛的应用前景。
纯剪切球磨剥离制备石墨烯的实验研究
纯剪切球磨剥离制备石墨烯的实验研究
1 石墨烯的研究
石墨烯是一种二维碳纳米材料，具有很强的机械强度和电性能，
已经被广泛用于电子、生物、化学和新能源领域的研究。
对于石墨烯
的实验研究，一种重要的从原料制备方法是纯剪切球磨剥离（“PMMA
剥离”）。
2 PMMA剥离制备石墨烯
PMMA剥离法是一种无毒、廉价、操作简便而高效的石墨烯制备方法。
它通常包括以下步骤：先用碳原料，比如煤粉和树脂，制备出一
种均匀的PMMA/煤粉悬浮液；然后，将悬浮液放入球磨机中进行球磨；最后，用有机溶剂将PMMA剥离，从而制备出石墨烯簇。
3石墨烯的应用
石墨烯具有独特而优越的性能，因此在许多领域有着广泛的应用。
在电子领域，石墨烯可以用作电子器件中的半导体；在生物和化学领域，石墨烯对铁血红蛋白、细胞核色素c等物质具有很高的捕获能力；此外，石墨烯也可以用做传感器、光学元件、功能涂料以及新型电池
的积层材料。
4 PMMA剥离制备石墨烯的研究
PMMA剥离制备石墨烯的研究已经取得了很大的进展。
通常情况下，在PMMA剥离过程中，球磨过程可以改善石墨烯的形貌，增加其表面积
和形状的复杂性，从而提高其性能。
此外，在PMMA剥离制备石墨烯过
程中，可以通过控制PMMA的颗粒大小和硬度来调节LCST，改变其电性能和吸附性能等。
以上就是有关纯剪切球磨剥离制备石墨烯的实验研究的全部内容。
研究表明，PMMA剥离制备石墨烯既有效且安全，可以为许多领域提供
优质的石墨烯簇，有助于解决实际应用中的形状和性能参数的问题。
纯化石墨粉生产工艺
纯化石墨粉生产工艺一、概述纯化石墨粉是一种高纯度的石墨产品，其主要用途是作为电极材料、高温材料和涂料等领域。
本文将介绍纯化石墨粉的生产工艺。
二、原材料准备1. 石墨矿：选用高品质的天然石墨矿作为原料，其含碳量大于90%。
2. 化学试剂：氢氧化钠、硫酸、盐酸等。
3. 水：用于稀释试剂和冲洗设备。
三、制备过程1. 粉碎：将原材料的天然石墨矿进行粉碎，可采用球磨机或者振荡式球磨机等设备进行处理，以保证粒度均匀。
2. 酸洗：将粉碎后的原材料进行酸洗，可采用浓硫酸或盐酸进行处理，以去除其中的杂质和氧化物。
需要注意的是，在操作过程中要注意安全防护措施，并对废酸进行合理处理。
3. 碱洗：将经过酸洗处理后的原材料进行碱洗，可采用氢氧化钠溶液进行处理，以去除其中的酸性物质和残留的杂质。
需要注意的是，在操作过程中要控制碱液浓度和温度，以避免产生不必要的化学反应。
4. 过滤：将碱洗后的原材料进行过滤，以去除其中的固体颗粒和杂质。
可采用压滤机或者离心机等设备进行处理。
5. 干燥：将经过过滤处理后的原材料进行干燥，可采用烘箱或者真空干燥箱等设备进行处理，以保证其水分含量低于1%。
6. 筛分：将经过干燥处理后的原材料进行筛分，可采用振动筛或者离心筛等设备进行处理，以保证其粒度均匀。
7. 热解：将筛分后的原材料进行高温热解处理，可采用电阻式高温炉或者感应加热器等设备进行处理。
在操作过程中需要控制温度、时间和气氛组成等参数，以保证产物纯度和晶体结构。
8. 冷却：将经过高温热解处理后的产物进行冷却处理，可采用自然冷却或者水冷等方式进行处理。
9. 磨制：将经过冷却处理后的产物进行磨制，可采用球磨机或者超细粉碎机等设备进行处理，以保证其粒度均匀和细度达到要求。
四、产品质量控制1. 碳含量：纯化石墨粉的碳含量应大于99.9%。
2. 氮含量：纯化石墨粉的氮含量应小于50ppm。
3. 水分含量：纯化石墨粉的水分含量应小于1%。
4. 粒度分布：纯化石墨粉的粒度分布应符合要求，一般为D50=10-20μm。
高纯石墨加工工艺
高纯石墨加工工艺主要包括以下几个步骤：
1.原料准备：选用高纯度的天然石墨或人工合成的石墨粉末作为
原料。
2.石墨烘干：将原料石墨粉末进行烘干，以去除其中的水分。
3.石墨压制：将烘干后的石墨粉末放入压制机中，在高压下进行
压制成块状或板状。
4.石墨烧结：经过压制后的石墨块或板放入石墨烧结炉中，在高
温条件下进行烧结，使其颗粒之间相互结合。
5.石墨加工：经过烧结的石墨块或板进行机械加工，如铣削、车
削、磨削等，以获得所需的形状和尺寸。
6.表面处理：对石墨制品进行表面处理，如抛光、清洁等，以提
高其光洁度和表面质量。
7.检测和质量控制：对加工后的石墨制品进行检测，如密度、硬
度、导电性等参数的测量，以确保产品质量。
8.最终产品包装：将加工好的高纯石墨制品进行适当的包装，以
保护产品免受外界环境的影响。
人造石墨的加工工艺
人造石墨的加工工艺人造石墨是一种以石墨为主要成分的人工合成材料，具有优异的导电性、导热性和化学稳定性。
它广泛应用于电池、涂料、润滑剂、高温材料等领域。
本文将介绍人造石墨的加工工艺，包括原料选取、石墨合成、成型和烧结等过程。
人造石墨的加工过程始于原料的选取。
石墨是由碳元素组成的，因此选用高纯度的碳源是制备人造石墨的首要条件。
常用的碳源有天然石墨、焦炭、石油焦等。
其中，天然石墨是一种优质的碳源，因其含有大量的石墨结构，可以作为原料直接使用，也可以通过石墨化处理提高其纯度。
接下来是人造石墨的合成过程。
合成人造石墨的方法有多种，常见的有化学气相沉积法和高温石墨化法。
化学气相沉积法是将碳源气体通过化学反应转化成石墨，反应温度一般在1000°C以上。
高温石墨化法则是将碳源在高温下进行石墨化处理，温度可达到3000°C 以上。
这两种方法都可以获得高纯度的石墨材料，但其工艺复杂度和成本也相应较高。
在石墨合成完成后，需要进行成型和烧结处理。
成型是将石墨粉末通过压制、注塑等方法制成所需形状的工件。
石墨粉末在成型过程中需要添加一定的粘结剂，以增加其粘结性和可塑性。
常用的成型方法有压制成型、注塑成型和挤压成型等。
成型完成后，还需要进行烧结处理。
烧结是将成型后的工件在高温下进行加热，使其颗粒间发生结合，形成致密的石墨结构。
烧结温度一般在2000°C以上，时间取决于工件的大小和形状。
烧结后的人造石墨具有良好的力学性能和导电性能。
除了上述的基本加工过程，人造石墨的加工还包括一些后续处理，如石墨的表面处理和修饰。
表面处理可以改善石墨的表面性能，提高其耐腐蚀性和润滑性。
修饰则是根据具体的应用需求，对石墨材料进行特殊处理，如增加其导电性或增强其机械性能等。
人造石墨的加工工艺涉及原料选取、石墨合成、成型和烧结等多个环节。
通过合理控制每个环节的工艺参数，可以制备出具有良好性能的人造石墨材料。
这些人造石墨材料在电子、化工、冶金等领域具有广泛的应用前景，对于推动技术进步和工业发展起到了重要的作用。
石墨的制备流程及步骤
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1. 原料选取。
选择优质的无烟煤或焦煤作为原料。
高纯石墨的用途
高纯石墨的用途1. 引言高纯石墨是一种具有高度结晶性和高度各向同性的材料，由碳原子通过层状结构排列而成。
它具有优异的导电性、导热性、机械强度和化学稳定性等特点，因此在众多领域得到广泛应用。
2. 电池行业高纯石墨在电池行业中扮演着重要角色。
它被用作锂离子电池的负极材料，能够提供良好的导电性和储能性能。
同时，高纯石墨还可以作为铅酸蓄电池的正极材料，具有较低的内阻和较长的寿命。
3. 粉末冶金粉末冶金是一种利用金属或非金属粉末制备零件或制品的工艺。
在粉末冶金中，高纯石墨常被用作添加剂，可以改善材料的导电、耐蚀和耐磨性能。
4. 导热材料由于高纯石墨具有良好的导热性能，因此被广泛应用于导热材料领域。
在电子器件中，高纯石墨可以用作散热片、导热膏和导热垫等部件，有效地提高设备的散热效果。
此外，在航空航天、冶金和化工等领域中，高纯石墨也被广泛应用于导热设备和换热器。
5. 碳纤维增强复合材料碳纤维增强复合材料以其轻质化、高强度和耐腐蚀性能而受到广泛关注。
高纯石墨作为一种理想的增强材料，可以与树脂等基体相结合，制备出具有优异力学性能的复合材料。
这些复合材料被广泛应用于航空航天、汽车制造和体育器材等领域。
6. 其他应用领域除了以上提到的应用领域外，高纯石墨还在许多其他领域中发挥着重要作用。
例如，在太赫兹技术中，高纯石墨可以作为太赫兹波源和探测器。
在光学领域，高纯石墨可以用于制备镜片、透镜和反射器等光学元件。
此外，高纯石墨还可以用于制备电极材料、润滑材料和耐火材料等。
7. 结论高纯石墨具有广泛的应用前景，在多个领域中发挥着重要作用。
它的优异性能使其成为许多关键技术的基础材料，推动了科学技术的发展。
随着科技的不断进步，高纯石墨在各个领域的应用将会更加广泛和深入。
以上是关于高纯石墨的用途的详细介绍。
希望通过本文能够使读者更加全面地了解高纯石墨，并认识到其在各个领域中所起到的重要作用。
参考文献： - 李明, 王亮. 高性能导电增强型聚合物复合材料[J]. 宇航材料工艺, 2019(4):1-6. - 张三, 李四, 王五. 高纯石墨在锂离子电池中的应用研究[J]. 电池工业, 2018(3):10-15.。
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高纯石墨的制备研究王磊摘要为了改进传统的高纯石墨生产方法，找到高效环保的生产工艺，采用密闭微波消解技术对石墨进行了提纯。
系统地研究了石墨样品的预处理、消解液的配比、消解压力、微波消解时间和微波消解功率对提纯效果的影响。
通过轮换实验得出了以下结论：随着HCl/HNO3比值和微波消解功率的增加产品固定碳含量先增大后减小；产品固定碳含量随着石墨原料微波预处理时间、微波消解压力和微波消解时间的增加而增加。
同等反应条件下，石墨原料经微波预处理5min，取出骤冷，产品固定碳含量更高。
密闭微波消解提纯石墨的最佳实验条件：原料经过微波预处理5min后骤冷，消解液选用HCl:HNO3 ＝2:2，消解功率800W，消解压力2.0Mpa，消解时间30min。
制得了固定碳含量为99.449％的石墨产品。
关键词高纯石墨，微波，提纯ABSTRACTIn order to improve the traditional methods of production of high-purity graphite and find environmentally friendly and efficient production processes, the closed microwave digestion technique had been used in purification of graphite. The Influence factor of purity such as the pretreatment of graphite samples, the ratio of liquid digestion, digestion pressure, digestion time and microwave power have been systematically studied.The result of experiment obtained by rotation experiment showed that: with the increase of the ratio of HCl/HNO3and microwave digestion power, the content of carbon in the product increased first and then decreased; with the increase of the pretreatment time, digestion time and digestion pressure, the content of carbon increased ; in the same reaction conditions, the content of carbon is more higher as the graphite materials is dealt with by microwave pretreatment for 5min, sudden cold and then.The best experimental conditions of closed microwave digestion purification of graphite are as followed: after a microwave pre-treatment of raw materials after the first 5min，sudden cold ，digestion solution selected HCl: HNO3= 2:2, digestion power 800W, digestion pressure 2.0Mpa, digestion time 30min. The content of carbon in the product at the best conditions is 99.449%.Key words High-purity graphite, microwave, purification目录摘要 (I)ABSTRACT (III)目录 (1)1 绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2研究现状 (2)1.2.1 高碳石墨提纯工艺 (2)1.2.2 微波技术加热原理 (4)1.2.3 微波技术的应用 (4)1.3课题的研究内容 (5)1.4课题的目的及意义 (5)2 高纯石墨制备实验 (7)2.1实验药品及仪器 (7)2.1.1 实验药品 (7)2.1.2 实验仪器 (7)2.2实验方案 (7)2.2.1消解样品称样量的确定 (7)2.2.2 实验因素及实验安排 (8)2.3实验步骤 (9)2.3.1 石墨原料的预处理 (9)2.3.2 高纯石墨的制备 (9)3 石墨材料固定碳含量测定方法 (10)3.1GB/T3521-1995一般规定 (10)3.2测定步骤 (10)4 结果与分析 (11)4.1消解液对提纯效果的影响 (11)4.2石墨原料预处理对提纯效果的影响 (12)4.3微波消解功率对提纯效果的影响 (13)4.4微波消解压力对提纯效果的影响 (13)4.5微波消解时间对提纯效果的影响 (14)结论 (15)参考文献 (16)致谢 (17)1 绪论1.1 研究背景石墨是碳质元素结晶矿物，它的结晶格架为六边形层状结构，每一网层间的距离为3.40Å，同一网层中碳原子的间距为1.42 Å。
属六方晶系，具完整的层状结构。
在六角环平面内，碳原子以SP2杂化轨道电子形成的共价键相连接，剩下的P 电子在整个平面内运动[1]。
石墨具有良好的导电性，石墨较之金属的电导率低2～4个数量级，其密度却大大低于钽和铜，石墨的导电性能与钽铜相当，并且制品质轻、耐腐蚀和耐高温，可见石墨是一种优良的导电填料。
石墨具有良好的导热性能，其导热性超过钢、铁和铝等金属材料，室温下石墨具有优良的导磁性能，可作为制造电磁波屏蔽材料和红外屏蔽（隐身）材料，在国防安全领域有着重要应用价值[2]。
由于石墨具有上述特殊性能，所以应用十分广泛。
石墨及其制品是发展冶金、机械、石油、化工、核工业、农业、国防尖端技术、纱织、铅笔制造、电气、电视、玻璃制造、铸铁焊条等等工业部门不可缺少的导电、耐火、润滑、密封、耐酸、碱材料和结构材料。
其主要用途如下[3]：石墨在冶金工业中，主要用来制造坩埚。
用来冶炼金属和贵金属及稀有金属；在炼钢工业中用石墨作钢锭保护剂，用石墨制造的镁碳砖作炼钢炉炉衬及碳素充填剂等；石墨在电器工业中广泛，用来作电极、电刷、碳棒、水银整流器的正极、石墨垫、石墨圈、电活零件，电视显像管的涂料等等；石墨在机械工业中作耐磨材料和润滑剂，石墨作耐磨材料可以在-200～2000℃温度范围内，以100米/秒的速度滑动，不用润滑油，石墨乳也是许多金属加工（拉丝、拉管）时的良好润滑剂；用柔性石墨作活塞环、密封圈等应于离心泵、汽轮机、水轮机和输送腐蚀介质的设备等等；石墨可作为玻璃器皿的铸模、黑色冶金铸件、粉末冶金压模、高温电阻炉炉管等等；石墨大量用来制作热水交换器、反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器等设备，广泛应用于石油、化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业部门，可节省大量的金属；石墨是建造核反应堆的重要结构材料之一，作屏蔽材料和反射材料，石墨还作原子能反应堆中的中子减速剂；在国防工业中用石墨作固体燃料，作为火箭的喷嘴、导弹的鼻锥、宇航设备零件、隔热材料、防射线材料等等；石墨可以作铅笔芯、颜料、抛光剂、化肥催化剂、电影碳棒、玻璃冷却剂等。
石墨材料越来越广泛地应用于原子能、航空航天技术、冶金、电池等行业，石墨工业要在更宽、更深的领域发展，就必须解决石墨原料的高纯、超细两个核心问题。
这些高新产品所用的石墨纯度都要求在99％以上，而经过普通浮选的石墨产品是达不到这个纯度的[4]。
攀枝花市石墨矿资源十分丰富，是仅次于钒钛矿的第二种优势矿产，矿产储量位居全国第三。
攀枝花市石墨矿资源十分丰富。
然而，多年以来，攀枝花市的石墨矿仅有小规模的开采及生产，生产企业至今仍停留在生产、销售原料石墨上，没有深加工，石墨加工利用的工作进展缓慢。
攀枝花乃至中国的石墨工业至今仍停留在以生产原矿及低附加值的初级产品为主的阶段，尤其是在国际贸易中，更是中低档的原料级产品，如果能提高它的纯度和细度，应用到更广更深的领域，它的价值将大大提升[5]。
市场杠杆决定了行业必须改变传统的手工和小作坊生产模式，扩大生产规模，提高产品科学技术含量，不但利于石墨产品数量提升，在优化生产工艺的基础上，更能稳定产品质量，降低生产成本，从而赢得更大的市场。
随着科学的发展，对石墨各种物理特性的研究将更加深入，对石墨的利用将更广泛。
目前，美国对石墨的利用可达千种产品以上，而我国目前仅有几百种，随着我国社会主义现代化的发展，石墨作为特殊材料将发挥更大作用。
因此发展我国石墨高端技术产品已刻不容缓。
1.2 研究现状1.2.1 高碳石墨提纯工艺研究提纯石墨的方法，必须首先弄清存在于石墨精矿中的杂质组成。
尽管各地的中碳石墨所含杂质成份不完全相同，但大致成份却是十分相似的。
这些杂质大都是由硅酸盐矿物和钾、钠、钙、镁、铝等的化合物组成，而且呈极细粒状浸染在石墨鳞片中。
高碳石墨的提纯工艺，就是采取有效手段，除去这部分杂质。
现有的高碳石墨的提纯工艺主要有以下几种：○1高温提纯法高温提纯方法是利用石墨的耐高温性质，把原料放入真空电阻炉中，加热到2500℃，石墨不受影响，而其中杂质可以大部分挥发出去，从而达到提纯的效果。
由于这种方法的生产能耗大，成本又太高，规模受到限制，故不被广泛采用[6,7]。
○2苛性钠法苛性钠法是利用石墨中的杂质在高温下与苛性钠起化学反应，生成可溶性盐类和氢氧化物，然后再与盐酸发生化学反应，生成可溶于水的氯化物，通过洗涤后除去[8]。
苛性钠和石墨原料混合，并在500℃以上的高温下熔融，使之产生如下化学反应：SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2OFe3+ + 3OH一= Fe(OH)3A13+ + 8OH一= Al(OH)3Ca2+ + 2OH一= Ca(OH)2Mg2+ + 2OH一= Mg(OH)2完成了上述化学反应后，加入盐酸，与部分碱类物质中和，并产生如下化学反应：Na2SiO3 + 2HC1 = 2NaCl + H2SiO3Fe(OH)3 + 8HCl ＝FeCl3 + 3H2OA12(OH)3 + 3HCI = AIC13 + 8H2OCa(OH)2 + 2HCI = CaCI2 + 2H2OMg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O化学反应的生成物，都是可溶解于水的氯化物，浸出洗涤后，便可达到提纯的目的。