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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。堿酸法提純后的石墨含碳量可達99%以上,具有一次性投資少、產品品位較高、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污染嚴重。
(二)氫氟酸法。氫氟酸法最主要的優點是除雜效率高,所得產品的品位高、對石墨產品的性能影響小、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產成本有較大的降低,同時石墨產品的含碳量與用氫氟酸法處理后的相當,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)高溫法的最大優點是產品的含碳量極高,可達99.995%以上,缺點是須專門設計建造高溫爐,設備昂貴,一次性投資多,另外,能耗大,高額的電費增加了生產成本。而且苛刻的生產條件也使這種方法的應用范圍極為有限,只有國防、航天等對石墨產品純度有特殊要求的場合才考慮采用該方法進行石墨的小批量生產,工業上還無法實現推廣。  比較分析表明,石墨提純的幾種方法各有千秋,也都具有一定的缺陷。堿酸法易操作,生產成本低,對生產條件的要求也較低,但是生產的石墨固定碳含量較低,從目前看都無法達到99.9%。氫氟酸法除雜效果好,產品固定碳含量高,但是氟氫酸有劇毒和強腐蝕性,對安全保護措施和生產條件要求嚴格,而且廢水不易處理。氯化焙燒法因氯氣有毒和強腐蝕性,也需嚴格密封。高溫法可生產非常高品位的高純石墨,但是因為自身限制目前無法得到推廣,僅在小范圍內得到應用。