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浮选法是传统的矿物净化方法之一,能源消耗和药剂消耗Z少,成本Z低,这是石墨浮选净化的Z大优点。但浮选净化石墨时,石墨的品位是有限的。对于鳞状石墨,多级研磨不能完全分离其单体,不利于对大型石墨的保护。因此,采用浮选法进一步提高石墨品位既不经济也不科学。为了获得碳含量超过99%的高碳石墨,必须对石墨进行化学提纯。
(1)酸碱净化法。
碱-酸法提纯的石墨含碳量可达99%以上,具有一次性投资少、产品档次高、工艺适应性强的特点。而且它还具有常规设备的优点,通用性强(除石墨外,许多非金属矿石提纯都可以采用碱酸法),碱酸法是目前我国应用Z广泛的方法;其缺点是能耗高、反应时间长、石墨损耗大、废水污染严重。
氢氟酸法。
氢氟酸法的主要优点是除杂效率高,产品品级高,对石墨产品性能影响小,能耗低。缺点是氢氟酸具有很强的毒性和腐蚀性,生产过程中必须有严格的安全措施,对于严格的设备要求而导致成本较高,氢氟酸法废水的毒性和其他腐蚀性很强,需要经过严格的处理后排放,环保投资也使氢氟酸法,成本低的优点。
(3)氯化焙烧。
焙烧温度低,氯气消耗少,使石墨的生产成本大大降低,石墨产品的含碳量与氢氟酸处理相似。相比之下,氯化焙烧的回收率更高。但由于氯气具有毒性和腐蚀性,对设备运行要求较高,要求严格密封,对废气进行适当处理,因此其推广应用受到一定限制。
(4)高温法。
优势是产品的碳含量非常高,达99.995%以上,缺点是专门设计并建造了高温炉,设备昂贵,一次性投资,此外,能耗大,成本高的电力生产成本增加。和恶劣的生产条件也使该方法的应用范围非常有限,只有国防,航空航天和其他场合有特殊要求石墨产品的纯度要考虑使用这种方法对于小批量生产的石墨,这个行业没有被提升。
比较分析表明,几种石墨提纯方法各有优缺点。碱酸法操作简便,生产成本低,对生产条件要求低,但生产的石墨固定碳含量低,从目前的角度看不能达到99.9%。氢氟酸法除杂效果好,固定碳含量高,但氢氟酸具有剧毒和腐蚀性,对安全防护措施和生产条件要求严格,废水不易处理。