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特大鳞片石墨

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石墨深加工技术概况及应用

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石墨深加工技术概况及应用

发布日期:2019-03-13 作者:?#22836;?/span> 点击:

  石墨是元素碳的一种同素异形体,每个碳原子的周边连接着另外三个碳原子(排列方式呈蜂巢式的多个六边形)以共价键结合,构成共价分子。石墨根据其结构的结晶形态不同,分为晶质石墨和隐晶质石墨。石墨的形态特征是质软,黑灰色;有油腻。由于其特殊结构,而具有耐高温性,导电、导热性,润滑性,化学稳定性,可塑性,抗热震性等性能特点。


  炭材料被称为21世纪最有希望的材料,天然石墨是炭材料的重要组成部分。本世纪电?#26377;?#24687;、新能源、环保、航天航空等高新技术产业的迅猛发展,给新型炭石墨材料提供了广阔的市场空间。石墨烯等的新发现为新型炭石墨材料的研发提供了新的技术路线,预计未来十年整个炭材料领域和(天然)石墨产业发展会有一个新飞跃。


  石墨深加工现状


  我国是天然石墨资源大国,储量、产量及出口量均?#37038;?#30028;首位,但我国石墨工业总体水平在国际上?#28304;?#20110;中等水平,由于技术开发投入不够,目前仍以原料生产及初加工鳞片石墨为主。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。


  近年来,我国一些大企业在超细石墨加工方面加在研发力度,并逐渐批?#21487;?#20135;。在超细石墨粉应用产品方面,我国一些大企业?#36805;?#19978;世界水平,如显象管用石墨乳、特拉细丝石墨乳等。


  目前,含碳量在99.5 %以上的高纯石墨应用日趋广泛,而鳞片石墨经选矿精选后,其品位可达到90%~94%,很难再提高。若需高纯石墨,必须使用化学方法提纯。传统的化学提纯方法有?#21015;?#38048;熔融法、氢氟酸法、活性气体法等,还有高温气化提纯法。


  我国已有一些厂?#20197;?#29992;高温石墨化法、过氧化钠熔融法、高浓度强酸法等方法生产过 99.9%的高纯石墨,但生产批量较小,且质量不稳定。

可膨胀石墨

  石墨深加工技术


  可膨胀石墨深加工的技术方向主要从纯度、粒度、形状、表面形态四个方面。纯度,即高纯度石墨,如电池用的石墨,就是高纯石墨;粒度方面,往往是要微细粉,但柔性石墨要大鳞片;形状方面,要求低比表面积的(如锂离子电池负极)石墨形状近似球状,要求高比表面积的(如某些添加剂)石墨,不希望其形状为球状;变面形态方面,如电池材料要求石墨加工?#26412;?#20855;有一定表面状态,高分子的添加剂则在用户使用时对表面进行处理。


  1 提纯处理技术


  未来高纯度石墨消费的主要增长领域是在高技术产业,如核工业、航空航天、光伏、半导体材料领域、锂电池、燃料电池等领域。


  提纯处理技术主要分为物理法提纯和化学提纯。


  物理法提纯有浮选法,高温法(又叫热工法);


  化学法提纯有碱酸法、氢氟酸法、氯化焙烧法。


  1.1 物理法提纯


  (1)浮选法


  浮选法是一种比较常用的提纯矿物的方法,由于石墨表面不易被水浸润,因?#21496;?#26377;良好的可浮性,容?#36164;?#20854;与杂质矿物分离,在中国基本上都是采用浮选方法对石墨进行选矿。


  石墨原矿的浮选一般先使用正浮选法,然后再对正浮选精矿进行反浮选。采用浮选法就能得到品位?#32454;?#30340;石墨精矿。浮选石墨精矿品位通常可达80%~90%,采用多?#25991;?#36873;,纯度可达98%左右。


  使用浮选法提纯的石墨精矿,品位只能达到一定的?#27573;В?#22240;为部分杂质呈极细粒状浸染在石墨鳞片中,?#35789;?#32454;磨也不能完全单体解离,所以采用物理选矿方法难以彻底除去这部分杂质,一般只作为石墨提纯的第一步,进一步提纯石墨的方法通常有化学法或高温法。


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