高温法提纯天然石墨的工艺研究

高温法提纯天然石墨的工艺研究

高温法能够生产99.99%以上的超高纯石墨，但要求原料的固定碳要在99%以上，而且设备昂贵，投资巨大，生产规模又受到限制，电炉加热技术要求严格，需隔绝空气，否则石墨在热空气中升温到450℃时就开始被氧化，温度越高，石墨的损失就越大。只有对石墨质量要求非常高的特殊行业（如国防、航天等）采用高温法小批量生产高纯石墨。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，球磨机生产厂家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。

石墨是自然界中熔沸点最高的物质之一，熔点为3850±50℃，沸点为4500℃，而硅酸盐矿物的沸点都在2750℃（石英沸点）以下，石墨的沸点远高于所含杂质硅酸盐的沸点。这一特性正是高温法提纯石墨的理论基础。将石墨粉直接装入石墨坩埚，在通入惰性气体和氟利昂保护气体的纯化炉中加热到2300～3000℃，保持一段时间，石墨中的杂质会溢出，从而实现石墨的提纯。高温法一般采用经浮选或化学法提纯过的含碳99%以上的高碳石墨作为原材料，单筒冷却机可将石墨提纯到99.99%，如通过进一步改善工艺条件，提高坩锅质量，纯度可达到99.995%以上。