堿酸法包括堿熔法和酸浸法兩種反應過程。堿熔過程是熔融狀態(tài)的堿與石墨中的酸性雜質(zhì),尤其是含硅雜質(zhì)(如硅酸鹽、鋁硅酸鹽、石英等)發(fā)生化學反應,在高溫條件下生成可溶性鹽類。水洗除去雜質(zhì)后,石墨的純度可以提高。酸浸工藝的基本原理是利用酸與金屬氧化物雜質(zhì)發(fā)生反應,金屬氧化物雜質(zhì)在堿熔過程中不與堿發(fā)生反應。金屬氧化物轉化為可溶性鹽類,再經(jīng)過水洗與石墨分離,堿熔酸浸結合對石墨提純有很好的效果。
多種堿性物質(zhì)可以去除石墨雜質(zhì),堿性越強,凈化效果越好。堿酸法多使用熔點低、堿性強的NaOH。酸浸過程中使用的酸可以是HCl、H2SO4、HNO3或它們的混合物,其中HCl使用較多。
對于一些硅含量較高的石墨,堿熔法還可以實現(xiàn)硅的綜合回收利用。堿熔酸浸后的溶液呈酸性,溶液中的硅雜質(zhì)轉化為硅酸。加入一定量的明礬可以提取出硅酸,然后在900℃的高溫下煅燒,得到純二氧化硅。
堿酸法是我國石墨提純工業(yè)生產(chǎn)中應用最廣泛的方法。具有一次性投資少、產(chǎn)品質(zhì)量高、適應性強、設備簡單、通用性強等優(yōu)點。缺點是需要高溫煅燒,能耗大,工藝流程長,設備腐蝕嚴重,石墨損失大,廢水污染嚴重。