石墨提純的方法有多種,主要包括物理提純和化學(xué)提純兩大類(lèi)。
物理提純法中最常見(jiàn)的是高溫提純法。它利用石墨的沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于所含雜質(zhì)硅酸鹽的沸點(diǎn)這一特性,將石墨直接裝入石墨坩堝,在通入惰性氣體和氟利昂保護(hù)氣體的純化爐中加熱到2300~3000℃,保持一段時(shí)間,使石墨中的雜質(zhì)溢出,從而實(shí)現(xiàn)石墨的提純。這種方法可將石墨提純到99.99%,甚至更高純度。
化學(xué)提純法包括堿酸法、氫氟酸法、氯化焙燒法等。堿酸法是石墨化學(xué)提純的主要方法,其基本原理是利用石墨耐酸、堿、抗腐蝕的性質(zhì),用酸、堿處理石墨精礦,使雜質(zhì)溶解,然后洗滌掉,提高精礦品位。氫氟酸法則利用石墨中的首要雜質(zhì)硅酸巖類(lèi)與氫氟酸反應(yīng)生成氟硅酸(或鹽),隨溶液排除,從而得到高純度的石墨。氯化焙燒法則是將石墨摻加一定量的還原劑,在一定溫度和特定氣氛下焙燒,再通入氯氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),使物料中有價(jià)金屬轉(zhuǎn)變成熔沸點(diǎn)較低的氣相或凝聚相的氯化物及絡(luò)合物而逸出,從而實(shí)現(xiàn)石墨的提純。
除了上述方法,還有浮選法等物理選礦方法作為石墨提純的第一步,可以得到固定碳含量在90%~98%之間的中高碳石墨。然后再根據(jù)石墨的純度要求選擇適合的深度提純方法。
每種提純方法都有其特定的應(yīng)用場(chǎng)景和優(yōu)缺點(diǎn),應(yīng)根據(jù)石墨的來(lái)源、純度要求以及生產(chǎn)成本等因素綜合考慮,選擇最合適的提純方法。