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專業(yè)導熱石墨片生產(chǎn)廠家介紹石墨提純方法

目錄:媒體報道星級:3星級人氣:-發(fā)表時間:2016-10-19 15:38:00
RSS訂閱 文章出處:跨越電子導熱硅膠片網(wǎng)責任編輯:NSW作者:NSW

 

導熱石墨片需要石墨作為原料進行二次加工后才能得到成品。由于石墨材料本身不易被水浸潤,因此具有良好的可浮性,容易與雜質礦物分離,在我國基本上都是采用浮選方法對石墨進行提純制備??缭诫娮幼鳛閷I(yè)導熱石墨墊片生產(chǎn)廠家今天給大家普及一下石墨的提純制備方法。

導熱石墨片使用的石墨提純主要有化學提純和物理提純兩種方法。

一、物理提純:

(1)導熱石墨片石墨原料浮選法

石墨原礦的浮選一般先使用正浮選法,然后再對正浮選精礦進行反浮選。采用浮選法就能得到品位較高的石墨精礦。浮選石墨精礦品位通??蛇_80%~90%,采用多段磨選,純度可達98%左右。

使用浮選法提純的石墨精礦,品位只能達到一定的范圍,因為部分雜質呈極細粒狀浸染在石墨鱗片中,即使細磨也不能完全單體解離,所以采用物理選礦方法難以徹底除去這部分雜質,一般只作為石墨提純的第一步,進一步提純石墨的方法通常有化學法或高溫法。

浮選晶質石墨常用捕收劑為煤油、柴油、重油、磺酸酯、硫酸酯、酚類和羧酸酯等,常用起泡劑為2#油、4#油、松醇油、醚醇和丁醚油等,調(diào)整劑為石灰和碳酸鈉,抑制劑為水玻璃和石灰。浮選隱晶質石墨的常用捕收劑是煤焦油,常用起泡劑是樟油和松油,常用調(diào)整劑是碳酸鈉,常用抑制劑是水玻璃和氟硅酸鈉。

(2)導熱石墨片石墨原料高溫提純法

  石墨是目前自然界中熔沸點最高的物質之一,其熔點可達到3850±50℃,沸點為4500℃,而硅酸鹽礦物的沸點都在2750℃(石英沸點)以下,石墨的沸點遠高于所含雜質硅酸鹽的沸點。進行高溫處理分離的石墨純度更高。

  提純過程:將石墨粉直接裝入石墨坩堝,在 通入惰性氣體和氟利昂保護氣體的純化爐中加熱到 2300~3000℃,保持一段時間,石墨中的雜質會溢出,從而實現(xiàn)石墨的提純。高溫法一般采用經(jīng)浮選或化學法提純過的含碳99%以上的高碳石墨作為原材 料,可將石墨提純到99.99%,如通過進一步改善工藝條件,提高坩鍋質量,純度可達到99.995%以上。

  高溫提純法能夠生產(chǎn)99.99%以上的超高純石墨,但要求原料的固定碳要在99%以上。再加上設備投資巨大,電爐加熱技術要求嚴格,需隔絕空氣,否則石墨在熱空氣 中升溫到450℃時就開始被氧化,溫度越高,所以其生產(chǎn)技巧要求極高,生產(chǎn)規(guī)模小,容易造成石墨的損耗。只有對石墨質量要求非常高的特殊行業(yè)(如國防、航天等)才會采用高溫提純法生產(chǎn)高純石墨原料。

二、化學提純:

(1)導熱石墨片石墨原料堿酸法

堿酸法是石墨化學提純的主要方法,也是目前比較成熟的工藝方法。該方法包括NaOH-HCl,NaOH-H2SO4,NaOH-HCl-HNO3等體系。其中NaOH-HCl法最常見。

提純過程:將 NaOH與石墨按照一定的比例混合均勻后再進行煅燒,在500~700℃ 的高溫下石墨中的雜質。如:硅酸鹽、硅鋁酸鹽、石英等成分與氫氧化鈉相互發(fā)生化學反應,生成可溶性的硅酸鈉或酸溶性的硅鋁酸鈉,然后用水洗將其除去以達到脫硅的目的。

另一部分雜質如金屬的氧化物等,經(jīng)過堿熔后仍保留在石墨中,將脫硅后的產(chǎn)物用酸浸出,使其中的金屬氧化物轉化為可溶性的金屬化合物,而石墨中的碳酸鹽 等雜質以及堿浸過程中形成的酸溶性化合物與酸反應后進入液相,再通過過濾、洗滌實現(xiàn)與石墨的分離。而石墨的化學惰性大,穩(wěn)定性好,它不溶于有機溶劑和無機 溶劑,不與堿液反應;除硝酸、濃硫酸等強氧化性的酸外,它與許多酸都不起反應,特別是能耐氫氟酸;在6000℃以下,不與水和水蒸汽反應。因此,石墨在提 純過程中性質保持不變。堿酸法提純石墨的過程可分為堿熔和酸解兩個過程。堿熔過程的主要化學反應如:

在合適的溫度下,Na2O·mSiO2可形成低m值可溶于水的硅酸鈉,反應物用水洗滌就可達提純之目的。堿類物質與鹽酸發(fā)生酸解反應,反應如下:

堿酸法提純后的石墨含碳量可達99%以上,具有一次性投資少、產(chǎn)品品位較高、工藝適應性強等特點。而且還具有設備常規(guī)、通用性強(除石墨外,許多非金屬礦的提純都可 以采用堿酸法)等優(yōu)點,堿酸法是現(xiàn)今在我國應用最廣泛的方法;其缺點則是能量消耗大、反應時間長、石墨流失量大以及廢水污染嚴重。

(2)導熱石墨片石墨原料氫氟酸法

提純過程:氫氟酸法提純時把石墨與一定比例的氫氟酸在預熱后一起加入到帶攪拌器的反應器中,待充分潤濕后計時攪拌,反應器溫度由恒溫器控制,到達指定時間后及時脫除多余的酸液,濾液循環(huán)使用,濾餅經(jīng)熱水沖洗至中性后脫水烘干即得產(chǎn)品。任何硅酸鹽都可以被氫氟酸溶解,這使氫氟酸成為處理石墨中難溶礦物的特效試劑。它利用石墨中的雜質和氫氟酸反應生成溶于水的氟化物及揮發(fā)物而達到提純的目的。主要化學反應如下:  

導熱石墨提純方法

氫氟酸與CaO,MgO,F(xiàn)e2O3等反應會得到沉淀。其反應如下:

石墨提純

為解決上述沉淀問題,在氫氟酸中加入少量的氟硅酸、稀鹽酸、硝酸或硫酸等,可以除去Ca,Mg,F(xiàn)e等雜質元素的干擾。當有氟硅酸存在時,其反應如下:

石墨提純反應

氫氟酸法最主要的優(yōu)點是除雜效率高,所得產(chǎn)品的品位高、對石墨產(chǎn)品的性能影響小、能耗低。缺點是氟氫酸有劇毒和強腐蝕性,生產(chǎn)過程中必須有嚴格的安全防護措施,對于設 備的嚴格要求也導致成本的升高,另外氫氟酸法產(chǎn)生的廢水毒性和腐蝕性都很強,需要嚴格處理后才能排放,環(huán)保投入也使氫氟酸法成本低的優(yōu)點大打折扣。

每種提純石墨方法中都有其各自的優(yōu)缺點,但是堿酸法因生產(chǎn)工藝簡單、制備成本較低、不產(chǎn)生有毒有害廢棄物、常規(guī)廢液較易處理等特點而被更多人所選擇。堿酸法目前還需解決的制備瓶頸在于縮短焙燒和浸礦時間、改善提純效果、妥善解決廢水處理等問題。跨越電子專業(yè)導熱石墨片生產(chǎn)廠家:www.coyomo.com

 

 

 

 

 

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