石墨提纯工艺的研究进展
2021-12-31杨家智周扬刘光樊军花周国江
炭素 2021年3期
关键词:工艺
杨家智,周扬,刘光,樊军花,周国江*
(1. 黑龙江科技大学 环境与化工学院,哈尔滨 150022;2. 黑龙江省能源环境研究院, 哈尔滨 150090)
1 引言
石墨(graphite)是一种结晶形碳,属六方晶系,其密度为2.25 g/cm3,熔点为3652 ℃,沸点为4827 ℃。石墨的外观呈现铁墨色至深灰色,质地软,并有滑腻感,具有很好的导电性。石墨的化学性质不活泼,与酸、碱等不易反应,极其耐腐蚀。由于石墨这些本征的物理、化学性质常被应用于导电、密封、冶金、机械、电气、环境、化工、国防工业等诸多领域。石墨是当今世界高新技术发展不可或缺的非金属材料,具有不可复制性和不可替代性,因此许多发达国家将其列为本国的战略性矿产资源[1]。
随着能源技术不断的革新和快速发展,石墨已被应用于新能源汽车的锂离子电池负极材料[2]、核工业[3]、航空航天[4]等高、精、尖领域。这些领域对于石墨的固定碳含量要求至少要达到99 %以上,可见,石墨的纯度是石墨功能化材料的基础与挑战。因此,环境友好型、产能高的石墨提纯工艺是当今石墨材料研发重点。
石墨提纯的工艺主要可以分为物理法、化学法。物理法中的浮选法提纯后的石墨纯度不高,高温法经济效益也不大。化学法提纯后的石墨固定碳含量高,然而,带来的污染及其严重。因此,探讨质量高、环境友好、工艺流程简单的石墨提纯方法非常重要。
2 石墨原料的分析
2.1 石墨原料的粒度分析
粒度对石墨提纯有着重要的影响,粒度的大小决定了石墨提纯的难易程度。不同地区出产的石墨矿物的粒度也各有不同。……
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