鉅大LARGE | 點擊量:2007次 | 2019年09月09日
起底石墨提純5大工藝及進展
石墨是一種重要的資源性非金屬礦物,石墨具有良好的抗腐蝕、抗輻射、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、自潤滑、耐高低溫等性能,在國民經(jīng)濟發(fā)展、科技現(xiàn)代化和特種建設(shè)中有著重要的戰(zhàn)略支撐作用,已被美國及其他許多國家列為國家的戰(zhàn)略資源。石墨及其制品是現(xiàn)代高溫、高壓、高速工業(yè)以及現(xiàn)代生物、信息、能源的基礎(chǔ)原材料,也是現(xiàn)代高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵材料和多功能環(huán)保材料,更是核能、特種航天、特種特種領(lǐng)域(如原子堆中的減速劑、光電對抗中的隱身材料、攻擊敵方電力系統(tǒng)的石墨炸彈等)不可或缺的戰(zhàn)略材料。
將石墨原料加工成石墨材料,從技術(shù)上首先必須對其提純,而后再根據(jù)所應(yīng)用的領(lǐng)域在粒度、形貌或性能上進行加工。石墨提純質(zhì)量的高低決定著石墨材料的使用特性和綜合性能,石墨純度越高,應(yīng)用價值越高。不管是用于人造金剛石的原料、鋰離子電池的陰極材料、燃料電池的雙極材料、密封、導(dǎo)熱的柔性石墨材料,還是用于特種航天、特種、核工業(yè)的特殊石墨材料,都要求石墨的純度為含碳99%~99.99%,甚至更高。
石墨的提純是制備所有石墨材料的基礎(chǔ),是石墨材料發(fā)展的共性問題。本文簡介了石墨資源特征,主要從浮選法、堿酸法、氫氟酸法、氯化焙燒法、高溫法等方面詳細介紹了石墨提純工藝的技術(shù)現(xiàn)狀,展望了石墨提純的發(fā)展方向。
1石墨資源特性與產(chǎn)消概況
1.1資源、分類與特性
世界石墨資源主要分布在中國、印度、墨西哥、巴西、馬達加斯加等國家,據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2012年世界石墨儲量約7700萬噸,中國的儲量為5500萬噸,占世界儲量的71%,各國所占比例情況見圖1。石墨是我國的優(yōu)勢資源之一。
石墨礦床以中、小型為主,礦床類型大致分為以下5種:①結(jié)晶片巖中的似層狀石墨礦床;②變質(zhì)煤層中的石墨礦床;③霞石正長巖中的石墨礦床;④矽卡巖中的石墨礦床;⑤結(jié)晶片巖中的脈狀石墨礦床。
天然石墨資源有3類,它們分別是土狀石墨(隱晶質(zhì)石墨)、鱗片石墨(晶質(zhì)石墨)和塊狀石墨。土狀石墨是儲量最多的一種,鱗片較小,結(jié)晶度不高,用于生產(chǎn)低價值的產(chǎn)品,是3種石墨中價格最低的一種;土狀石墨主要蘊藏在中國、歐洲、墨西哥和美國。鱗片石墨是由許多單層的石墨結(jié)合而成,在變質(zhì)巖中以單獨的片狀存在,儲量少、價值高;鱗片石墨主要分布在澳大利亞、巴西、加拿大、中國、德國和馬達加斯加。塊狀石墨是最罕見、價值最高的石墨礦,主要在斯里蘭卡發(fā)現(xiàn),各類石墨的特征見表1。
中國石墨資源儲量世界第一。鱗片石墨儲量3068萬噸,主要分布在黑龍江、山東、四川、內(nèi)蒙古、河南;土狀石墨儲量約為1283萬噸,主要分布在湖南、廣東、吉林等省市。