石墨提取有難度嗎?究竟怎麽提取(qǔ)?
眾所周知,石墨提取過程非常複雜,但就(jiù)算是這樣也有它的提(tí)取方法,而主要提取(qǔ)方法包括浮選方法、堿酸方法、氫氟酸方法、高溫方法和氯化烘烤(kǎo)方法。
第一、浮(fú)選法(fǎ):
通常,浮選(xuǎn)法隻是石墨提純的第一步,為了獲得高純(chún)度的石墨,必須進一步利用化學法和高溫法。
浮選原理(lǐ)是利用礦物表麵特征的差異,對礦物進行(háng)浮(fú)選藥劑處理,使礦物(wù)有(yǒu)選(xuǎn)擇地附著在氣泡上,從而實現礦物與脈石礦物(wù)的分離。
當石墨與水接觸時,它的表麵很難浸潤,同時石墨具有很好的懸浮性,易於分離。
優(yōu)點:能源消耗和試劑消耗少,成本(běn)低。
缺點:石墨品位隻能達到一定範圍,回收率低。
第二、堿酸法:
目前石墨化學提純應用普(pǔ)遍成熟的技術方法是堿酸兩步法。
堿酸法的工藝流程:
該方法采用NaOH與石墨按一定(dìng)比(bǐ)例混合,在500~700℃下燒製而成。矽酸鹽、矽鋁酸鹽、應(yīng)時等石墨雜質與氫氧化鈉發生化學反應,產生(shēng)可溶性矽酸鈉或酸溶性矽(guī)鋁酸鈉,用水衝洗,達到脫矽的目的。
其它一些雜質,如(rú)金屬氧化物等,經堿浸後仍留(liú)在石墨中,脫矽後(hòu)的(de)產品則以酸浸,使金屬氧化物在脫(tuō)矽後轉變成可溶解的金屬(shǔ)化合物。
石墨中碳酸鹽(yán)等雜質和堿浸漬中形成的酸溶性(xìng)化合物與酸(suān)反應後進入液相,通過過過濾、洗滌實現與石墨的分離。
優點:一次投資少,產品品位高,技術適應性強(qiáng),具有設備通常、通用(yòng)性強等優點。
缺陷:高(gāo)溫(wēn)燒製(zhì),能(néng)耗高,反應時間長,設備腐蝕嚴重,石墨流失量大,廢水汙染(rǎn)嚴重。
第(dì)三、氫(qīng)氟酸法:
石墨(mò)具有良好的耐酸性能,特別是氫氟酸。采用(yòng)氫(qīng)氟(fú)酸法特別適合處理雲母含量高(gāo)的石墨。
氫氟(fú)酸法工藝:
該方法是將石墨中石墨的主要雜質矽酸岩與氫氟酸反(fǎn)應,生成氟矽酸(suān)(或鹽)為原料,製(zhì)得高純度石(shí)墨(mò)。
然而,氫氟酸與CaO、MgO、Fe2O3等反(fǎn)應產生沉澱。為解(jiě)決沉澱問題,將少量氟(fú)矽酸、稀鹽(yán)酸(suān)、硝(xiāo)酸或硫酸等(děng)添加到氫氟酸中(zhōng),可(kě)去除雜質元素Ca、Mg、Fe的幹擾。
好(hǎo)處:除雜效率(lǜ)高,得到的產品(pǐn)質量好,對石(shí)墨製品的影響小,能耗低。
不足之處:氫(qīng)氟酸具有劇毒性和強烈(liè)的腐蝕(shí)性,生產過程中必須有嚴格的安全保護措施,環保投入也大大減少了氫氟酸法的使用。
第四、高溫法:
石墨(mò)是(shì)一種高(gāo)熔點的物質(zhì),其熔點比矽酸鹽材料高得多,矽酸鹽材料的沸點約為2750℃,石(shí)墨的沸點約為4500℃,熔點3850±50℃。
因此,高溫法的原理(lǐ)是利用兩人的沸點不同,將石墨(mò)放入石墨化的石墨穴(xué)中,在一定的氣(qì)氛(fēn)條件下,用特殊的設備加熱到2700℃,即使(shǐ)雜質被氣化,也能從石墨(mò)中(zhōng)逃脫,達到淨化效果。
優點:該方法可獲得純度達(dá)99.99%的超高純石墨。
缺點(diǎn):需(xū)要巨額投資,生產中需要隔絕空氣,電爐加(jiā)熱要求嚴格。
第五、氯化烘烤法(fǎ):
氯化烘烤法是利(lì)用雜質氧化物的熔點高於雜質氯化物的熔點(diǎn),實現石墨的純化。
氯化烘烤法是在石墨(mò)中(zhōng)加入(rù)一定量的還原劑,然後在一定的溫度和氣(qì)氛下(xià),用氯氣將氯氣與石墨中的雜質進行化學反應,將石墨中的(de)雜質轉化為氣相金屬氯化物和(hé)結合物,在一定的溫度和氣氛下,將其與石墨(mò)分離,達到高純石墨的目的。
優點:節能(néng)、回收率高(gāo)、純化效果好等。
缺點:氯(lǜ)有毒,生產中對(duì)操作人員造成一定損(sǔn)害,腐蝕性非常嚴重,汙染環境。另外(wài),工藝穩定性不佳,得到的石墨產品純度有限,限製了工業應用。
每一種方法都有其優(yōu)缺點(diǎn),當然了上麵介紹的幾種方法可不能用於自己私人使用,不然會有較大的安(ān)全(quán)隱患。
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