石墨的用途和提纯方法有哪些?
石墨是元素碳的同素异形体,每个碳原子的外围与另外三个碳原子(呈蜂窝状六边形排列)相连,形成* * *价分子。由于每个碳原子发射一个电子,这些电子可以自由移动,所以石墨属于导体。石墨是最软的矿物之一,它的用途包括制造铅笔芯和润滑剂。碳是一种非金属元素,位于元素周期表的第二周期族。净化法
石墨提纯:化学提纯和物理提纯。化学提纯是利用石墨的耐酸、耐碱、耐腐蚀的特性,对石墨精矿进行酸碱处理,使杂质溶解后洗掉,提高精矿品位。通过化学提纯可获得品位为99%的高碳石墨。化学提纯的方法很多,国内应用最广泛的是氢氧化钠高温熔融法。其基本原理是石墨中的杂质(主要是硅酸盐矿物)在500℃以上的高温下与苛性钠即NaOH反应生成水溶性反应物,部分杂质如氧化铁可用水淋洗反应物除去,另一部分杂质如氧化铁碱熔后用HCl中和生成水溶性氯化铁,用水洗涤即可除去。在上述工艺流程中,NaOH的浓度约为50%,按1: 0.8的比例与石墨混合,即生产1 t高碳石墨消耗约0.4 t NaOH0.4t,HCl的加入量约为石墨的30%。用作燃料的煤约为0.6-0.7吨。碱熔法使用的设备主要有锚式混合机、熔化炉、螺旋桨式混合机和V形洗涤槽。回收率85-90%,投资1.5-0.2万元。这种工艺虽然先进,但也存在耗水量大、石墨损失大、生产率低、碱耗大、排放废液污染环境等缺点。由于以上原因,成本较高。为了解决或改善上述缺点,河南省地矿厅岩矿测试中心开发了高碳石墨提纯新工艺,用离心洗涤代替V型洗涤槽,废液处理后循环使用。该新工艺可降低材料成本50%左右,节约用水50%左右,提高收率10%左右,减少废液对环境的污染。石墨的固定碳含量大于99%,回收率为92.8%。物理净化就是高温净化。利用石墨的耐高温特性,将其置于电炉中,在没有空气的情况下加热至2500℃,使灰分(即杂质)挥发,从而提高精矿品位。通过高温提纯可以得到纯度为99.9%的高纯石墨。
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