石墨是元素碳的一種同素異形體，石墨及其制品具備優(yōu)良的性能，應(yīng)用日益廣泛。隨著中國冶金、化工、機(jī)械、醫(yī)療器械、核能、汽車、特種航天等行業(yè)的快速發(fā)展，這些行業(yè)對(duì)高純石墨及其制品的需求將會(huì)不斷增長，從而帶動(dòng)我國石墨行業(yè)產(chǎn)能及效益保持快速增長。

　　天然石墨中有許多的灰分和揮發(fā)分物質(zhì)，一般石墨含量50%~90%左右。因此在將石墨原料深加工成石墨材料時(shí)，從技術(shù)上首先要進(jìn)行提純。石墨提純質(zhì)量的高低決定石墨材料的使用特性和綜合性能，石墨純度越高，應(yīng)用價(jià)值越高。

　　石墨提純技術(shù)

　　石墨提純是一個(gè)復(fù)雜的物化過程，其提純方法按原理分為物理法和化學(xué)法。化學(xué)提純有堿酸法、氫氟酸法、氯化焙燒法；物理法提純有浮選法和高溫提純法。各提純方法的所需設(shè)備、工藝特點(diǎn)和產(chǎn)品性能大都不同，因此選擇正確的提純方法至關(guān)重要。

　　1.浮選法

　　浮選是一種常用的選礦提純法，同時(shí)石墨本身具有良好的天然可浮性，因此基本上所有的石墨都可以通過浮選的方法進(jìn)行提純，浮選后可使石墨的品味提高到80%~90%，甚至高達(dá)95%。

　　在所有石墨提純方法中，浮選法是能耗和試劑消耗最少、成本最低的一種。但是浮選法不能分離呈極細(xì)狀態(tài)夾雜在石墨鱗片中的硅酸鹽礦物和鉀、鈣、鈉、鎂、鋁等元素的化合物，不能獲得純度99%以上的高碳石墨，而且不利于保護(hù)石墨大鱗片，因此浮選法只是石墨提純的初級(jí)手段。

　　2.堿酸法

　　堿酸法包括兩個(gè)反應(yīng)過程：堿熔過程和酸浸過程，具體工藝如圖。堿熔過程可除去石墨中的酸性雜質(zhì)，特別是含硅的雜質(zhì)(如硅酸鹽、硅鋁酸鹽、石英等)；酸浸過程可除去石墨中的金屬氧化物雜質(zhì)，經(jīng)過堿熔和酸浸相結(jié)合對(duì)石墨提純有較好的效果。

　　堿酸法是我國石墨提純工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的方法，具有產(chǎn)品品位較高、適應(yīng)性強(qiáng)、設(shè)備簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)對(duì)于一些含硅較高的石墨，堿熔法提純石墨還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)硅的綜合回收利用。堿酸法缺點(diǎn)是需要高溫煅燒，且能量消耗大，工藝流程長，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，石墨流失量大以及廢水污染嚴(yán)重，因而利用石墨提純廢水制取聚合氯化硅酸鋁鐵等綜合利用技術(shù)顯得十分重要。

　　3.氫氟酸法

　　石墨具有良好的耐酸性，特別是耐氫氟酸，加之氫氟酸幾乎可以與石墨中的所有雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，因此可以選擇氫氟酸法提純石墨。

　　氫氟酸法提純石墨具有工藝流程簡(jiǎn)單、產(chǎn)品品位高、成本相對(duì)較低、對(duì)石墨產(chǎn)品性能影響小的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是氫氟酸有劇毒，因此在使用過程中必須具有安全保護(hù)措施，對(duì)產(chǎn)生的廢水必須經(jīng)過處理后方能向外排放，否則將會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。

　　4.氯化焙燒法

　　氯化焙燒法是指將石墨在高溫和特定氣氛下焙燒，并通入氯氣，使石墨中雜質(zhì)進(jìn)行氯化反應(yīng)，生成氣相或凝聚物的氯化物及絡(luò)合物（熔沸點(diǎn)較低）逸出，從而達(dá)到提純目的的方法。

　　氯化焙燒法的優(yōu)點(diǎn)是提純效率高、回收率高、節(jié)能、成本較低。但因氯氣有毒，腐蝕性強(qiáng)，對(duì)設(shè)備操作要求較高，需要嚴(yán)格密封，對(duì)尾氣必須妥善處理，所以在一定程度上限制了其推廣應(yīng)用。

　　5.高溫提純法

　　由于石墨的熔點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于雜質(zhì)硅酸鹽的沸點(diǎn)，因此利用它們的熔沸點(diǎn)差異，可使雜質(zhì)氣化從石墨中逸出，達(dá)到提純的效果。這種方法就是高溫提純法。該法常以浮選法或堿酸法提純后含碳量達(dá)到99%及以上的石墨為原料，生產(chǎn)99.99%以上的超高純石墨。

　　高溫提純法的最大優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品的含碳量極高，可達(dá)99.995%以上，缺點(diǎn)是需專門設(shè)計(jì)建造高溫爐，設(shè)備昂貴，一次性投資多，能耗大，高額的電費(fèi)增加了生產(chǎn)成本。但是隨著特種、航天、超硬材料等行業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)超高純石墨產(chǎn)品的需求量越來越大，也促進(jìn)了超高純石墨產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)。

　　隨著能源和環(huán)境問題的加劇，能耗高、污染大的提純方法逐步被取代，石墨提純工藝正朝著節(jié)能、環(huán)保、高效、廉價(jià)的方向發(fā)展。因此，化學(xué)法與高溫物理法相結(jié)合的提純工藝方法，是高純度石墨提純工藝的發(fā)展方向。