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高碳石墨提純方式優缺點

浮選法是礦物常規提純方法中能耗和試劑消耗最少、成本最低的一種,這是浮選法提純石墨的最大優點。但使用浮選法提純石墨時只能使石墨的品位達到有限的提高,對于鱗片狀石墨,采用多段磨礦不但不能將其完全單體解離,而且不利于保護石墨的大鱗片。因此,采用浮選的方法進一步提高石墨品位既不經濟也不科學。若要獲得含碳量99%以上的高碳石墨,必須用化學方法提純石墨。
(一)堿酸提純法。堿酸法提純後的石墨含碳量可達99%以上,具有一次性投資少、産品品位較高、工藝適應性強等特點。而且還具有設備常規、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)等優點,堿酸法是現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汙染嚴重。
(二)氫氟酸法。氫氟酸法最主要的優點是除雜效率高,所得産品的品位高、對石墨産品的性能影響小、能耗低。缺點是氟氫酸有劇毒和強腐蝕性,生産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,另外氫氟酸法産生的廢水毒性和腐蝕性都很強,需要嚴格處理後才能排放,環保投入也使氫氟酸法成本低的優點大打折扣。
(三)氯化焙燒法。氯化焙燒法低的焙燒溫度和較小的氯氣消耗量使石墨的生産成本有較大的降低,同時石墨産品的含碳量與用氫氟酸法處理後的相當,相比之下氯化焙燒法的回收率較高。但因氯氣有毒,腐蝕性強,對設備操作要求較高,需要嚴格密封,對尾氣必須妥善處理,所以在一定程度上限制了其推廣應用。
(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純石墨,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。