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高碳石墨提纯方式优缺点

浮选法是矿物常规提纯方法中能耗和试剂消耗最少、成本最低的一种,这是浮选法提纯石墨的最大优点。但使用浮选法提纯石墨时只能使石墨的品位达到有限的提高,对于鳞片状石墨,采用多段磨矿不但不能将其完全单体解离,而且不利于保护石墨的大鳞片。因此,采用浮选的方法进一步提高石墨品位既不经济也不科学。若要获得含碳量99%以上的高碳石墨,必须用化学方法提纯石墨。
(一)碱酸提纯法。碱酸法提纯后的石墨含碳量可达99%以上,具有一次性投资少、产品品位较高、工艺适应性强等特点。而且还具有设备常规、通用性强(除石墨外,许多
非金属矿的提纯都可以采用碱酸法)等优点,碱酸法是现今在我国应用最广泛的方法;其缺点则是能量消耗大、反应时间长、石墨流失量大以及废水污染严重。
(二)氢氟酸法。氢氟酸法最主要的优点是除杂效率高,所得产品的品位高、对石墨产品的性能影响小、能耗低。缺点是氟氢酸有剧毒和强腐蚀性,生产过程中必须有严格的安全防护措施,对于设备的严格要求也导致成本的升高,另外氢氟酸法产生的废水毒性和腐蚀性都很强,需要严格处理后才能排放,环保投入也使氢氟酸法成本低的优点大打折扣。
(三)氯化焙烧法。氯化焙烧法低的焙烧温度和较小的氯气消耗量使石墨的生产成本有较大的降低,同时石墨产品的含碳量与用氢氟酸法处理后的相当,相比之下氯化焙烧法的回收率较高。但因氯气有毒,腐蚀性强,对设备操作要求较高,需要严格密封,对尾气必须妥善处理,所以在一定程度上限制了其推广应用。
(四)高温法的最大优点是产品的含碳量极高,可达99.995%以上,缺点是须专门设计建造高温炉,设备昂贵,一次性投资多,另外,能耗大,高额的电费增加了生产成本。而且苛刻的生产条件也使这种方法的应用范围极为有限,只有国防、航天等对石墨产品纯度有特殊要求的场合才考虑采用该方法进行石墨的小批量生产,工业上还无法实现推广。  比较分析表明,石墨提纯的几种方法各有千秋,也都具有一定的缺陷。碱酸法易操作,生产成本低,对生产条件的要求也较低,但是生产的石墨固定碳含量较低,从目前看都无法达到99.9%。氢氟酸法除杂效果好,产品固定碳含量高,但是氟氢酸有剧毒和强腐蚀性,对安全保护措施和生产条件要求严格,而且废水不易处理。氯化焙烧法因氯气有毒和强腐蚀性,也需严格密封。高温法可生产非常高品位的高纯石墨,但是因为自身限制目前无法得到推广,仅在小范围内得到应用。

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