石墨进行化学提纯碱酸法是最佳选择
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。碱酸法提纯石墨的原理是将NaOH与石墨按照一定的比例混合均匀进行煅烧,球磨机生产厂家在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。
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。选钴设备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。碱酸法可获得固定碳含量为99%以上的石墨产品。此法在工业上应用较广,已从土法手工操作过渡到采用熔融炉及V型槽连续洗涤的比较先进的工艺。熔融过程可在旋转的管式熔炉中进行,也可用铸铁锅在人工搅拌下进行,但安全性较差。熔融温度为500~800℃,反应1h左右。用碱量视矿石性质而定,一般为400~450kg/t。酸用量为450~500kg/t,在常温下进行酸洗。