专业导热石墨片生产厂家介绍石墨提纯方法
导热石墨片需要石墨作为原料进行二次加工后才能得到成品。由于石墨材料本身不易被水浸润,因此具有良好的可浮性,容易与杂质矿物分离,在我国基本上都是采用浮选方法对石墨进行提纯制备。跨越电子作为专业导热石墨垫片生产厂家今天给大家普及一下石墨的提纯制备方法。
导热石墨片使用的石墨提纯主要有化学提纯和物理提纯两种方法。
一、物理提纯:
(1)导热石墨片石墨原料浮选法
石墨原矿的浮选一般先使用正浮选法,然后再对正浮选精矿进行反浮选。采用浮选法就能得到品位较高的石墨精矿。浮选石墨精矿品位通常可达80%~90%,采用多段磨选,纯度可达98%左右。
使用浮选法提纯的石墨精矿,品位只能达到一定的范围,因为部分杂质呈极细粒状浸染在石墨鳞片中,即使细磨也不能完全单体解离,所以采用物理选矿方法难以彻底除去这部分杂质,一般只作为石墨提纯的第一步,进一步提纯石墨的方法通常有化学法或高温法。
浮选晶质石墨常用捕收剂为煤油、柴油、重油、磺酸酯、硫酸酯、酚类和羧酸酯等,常用起泡剂为2#油、4#油、松醇油、醚醇和丁醚油等,调整剂为石灰和碳酸钠,抑制剂为水玻璃和石灰。浮选隐晶质石墨的常用捕收剂是煤焦油,常用起泡剂是樟油和松油,常用调整剂是碳酸钠,常用抑制剂是水玻璃和氟硅酸钠。
(2)导热石墨片石墨原料高温提纯法
石墨是目前自然界中熔沸点最高的物质之一,其熔点可达到3850±50℃,沸点为4500℃,而硅酸盐矿物的沸点都在2750℃(石英沸点)以下,石墨的沸点远高于所含杂质硅酸盐的沸点。进行高温处理分离的石墨纯度更高。
提纯过程:将石墨粉直接装入石墨坩埚,在 通入惰性气体和氟利昂保护气体的纯化炉中加热到 2300~3000℃,保持一段时间,石墨中的杂质会溢出,从而实现石墨的提纯。高温法一般采用经浮选或化学法提纯过的含碳99%以上的高碳石墨作为原材 料,可将石墨提纯到99.99%,如通过进一步改善工艺条件,提高坩锅质量,纯度可达到99.995%以上。
高温提纯法能够生产99.99%以上的超高纯石墨,但要求原料的固定碳要在99%以上。再加上设备投资巨大,电炉加热技术要求严格,需隔绝空气,否则石墨在热空气 中升温到450℃时就开始被氧化,温度越高,所以其生产技巧要求极高,生产规模小,容易造成石墨的损耗。只有对石墨质量要求非常高的特殊行业(如国防、航天等)才会采用高温提纯法生产高纯石墨原料。
二、化学提纯:
(1)导热石墨片石墨原料碱酸法
碱酸法是石墨化学提纯的主要方法,也是目前比较成熟的工艺方法。该方法包括naoh-hcl,naoh-h2so4,naoh-hcl-hno3等体系。其中naoh-hcl法最常见。
提纯过程:将 naoh与石墨按照一定的比例混合均匀后再进行煅烧,在500~700℃ 的高温下石墨中的杂质。如:硅酸盐、硅铝酸盐、石英等成分与氢氧化钠相互发生化学反应,生成可溶性的硅酸钠或酸溶性的硅铝酸钠,然后用水洗将其除去以达到脱硅的目的。
另一部分杂质如金属的氧化物等,经过碱熔后仍保留在石墨中,将脱硅后的产物用酸浸出,使其中的金属氧化物转化为可溶性的金属化合物,而石墨中的碳酸盐 等杂质以及碱浸过程中形成的酸溶性化合物与酸反应后进入液相,再通过过滤、洗涤实现与石墨的分离。而石墨的化学惰性大,稳定性好,它不溶于有机溶剂和无机 溶剂,不与碱液反应;除硝酸、浓硫酸等强氧化性的酸外,它与许多酸都不起反应,特别是能耐氢氟酸;在6000℃以下,不与水和水蒸汽反应。因此,石墨在提 纯过程中性质保持不变。碱酸法提纯石墨的过程可分为碱熔和酸解两个过程。碱熔过程的主要化学反应如:
在合适的温度下,na2o·msio2可形成低m值可溶于水的硅酸钠,反应物用水洗涤就可达提纯之目的。碱类物质与盐酸发生酸解反应,反应如下:
碱酸法提纯后的石墨含碳量可达99%以上,具有一次性投资少、产品品位较高、工艺适应性强等特点。而且还具有设备常规、通用性强(除石墨外,许多非金属矿的提纯都可 以采用碱酸法)等优点,碱酸法是现今在我国应用最广泛的方法;其缺点则是能量消耗大、反应时间长、石墨流失量大以及废水污染严重。
(2)导热石墨片石墨原料氢氟酸法
提纯过程:氢氟酸法提纯时把石墨与一定比例的氢氟酸在预热后一起加入到带搅拌器的反应器中,待充分润湿后计时搅拌,反应器温度由恒温器控制,到达指定时间后及时脱除多余的酸液,滤液循环使用,滤饼经热水冲洗至中性后脱水烘干即得产品。任何硅酸盐都可以被氢氟酸溶解,这使氢氟酸成为处理石墨中难溶矿物的特效试剂。它利用石墨中的杂质和氢氟酸反应生成溶于水的氟化物及挥发物而达到提纯的目的。主要化学反应如下:
氢氟酸与cao,mgo,fe2o3等反应会得到沉淀。其反应如下:
为解决上述沉淀问题,在氢氟酸中加入少量的氟硅酸、稀盐酸、硝酸或硫酸等,可以除去ca,mg,fe等杂质元素的干扰。当有氟硅酸存在时,其反应如下:
氢氟酸法最主要的优点是除杂效率高,所得产品的品位高、对石墨产品的性能影响小、能耗低。缺点是氟氢酸有剧毒和强腐蚀性,生产过程中必须有严格的安全防护措施,对于设 备的严格要求也导致成本的升高,另外氢氟酸法产生的废水毒性和腐蚀性都很强,需要严格处理后才能排放,环保投入也使氢氟酸法成本低的优点大打折扣。
每种提纯石墨方法中都有其各自的优缺点,但是碱酸法因生产工艺简单、制备成本较低、不产生有毒有害废弃物、常规废液较易处理等特点而被更多人所选择。碱酸法目前还需解决的制备瓶颈在于缩短焙烧和浸矿时间、改善提纯效果、妥善解决废水处理等问题。跨越电子专业导热石墨片生产厂家:欧洲杯买球app-欧洲杯网络平台
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