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高纯度的酸化石墨工艺方法
采用高纯石墨为原料生产酸化石墨,但这种石墨生产出来的酸化石墨,由于成本高,在目前市场经济的冲击下,已失去了竞争能力,生产适销对路的高质量的酸化石墨,就必须想法提高酸化石墨的质量,降低生产成本,以适应市场的要求。根据多年来的生产经验和技术的进步,认为可以用低质量的电碳石墨为酸化原料,在电化工艺上直接酸化、提纯、洗涤、脱水、烘干一次性完成,生产出高纯度的酸化石墨,这样就可以大幅度的降低生产成本,并且可以稳定和提高酸化石墨的质量。
主要以595、596、597石墨为材料,以整流装置;电解槽;酸化器为设备。
试验内容包括用597的石墨为原料进行电化处理、用596的石墨为原料进行电化处理、用595的石墨为原料进行酸化(电化)处理。
电化工艺流程
石墨→加硫酸→电化→提纯→洗涤→脱水→烘干→成品
试验步骤
1、石墨原料加一定量的硫酸进行电化。
2、电化结束后,加入辅材料(氢氟酸)进行提纯。
3、提纯结束后,进行洗涤、脱水、烘干。
4、烘干后进行取样分析化验。
在电化试验过程中,由于597、596石墨含碳量比595的石墨高,所以我们只分别进行了一次试验,对595的石墨进行了三次试验,试验结果灰份含量都少于1%,试验还是比较成功的。
可以看出,试验效果很好,采用595的石墨为原料完全可以生产出含碳99%的高纯石墨。
试验中的关键是提纯这一步,对辅材料用量与石墨中灰分的关系、反应时间与灰分的关系都进行了考核,结果表明,当石墨原料中灰份一定时,用辅材料量越多,石墨灰份降低越大;提纯反应时间越长,灰份越低。
根据多次试验和产品化验结果来看,辅材料用量为20~30%为宜,反应时间应控制在2~3小时。这样便可电化、提纯得到含碳量不低于99%的高纯石墨产品。
灰份除了与辅材料用量和反应时间有关外,还与洗涤水的温度和洗涤水的硬度有关。洗涤水的温度越高,氟化物和硫酸盐在水中的溶解度越高,可使大部分的氟化物和硫酸盐被水洗去,显著降低由这一部分引起的高纯石墨中的灰份。另外,如果水过硬,如夏季,由于雨水偏大,由雨水带进水中的暂时硬度过高,洗涤后形成的硫酸钙、硫酸镁等微溶于水,这样就容易造成灰分偏高,影响高纯石墨的质量。因此,在夏季,若无水处理措施,应在洗涤水上游设一沉淀池,以降低水暂时硬度带来的灰份偏高现象。生产中一般选择涤涤水的温度为20~45℃。
从以上看,水份偏高。这主要是烘干温度问题,只要在生产中严格控制烘干工序,水份就能随之降下来。
在这里分析原材料的成本,其它的项目,如设备折旧、人工、电力、包装、管理费及税金暂不包括在内。
试验表明
1、采用电化法用低质量的595石墨为原料生产高纯石墨是可行的,也是可靠的,生产出的高纯石墨质量达到了与采用599石墨相当的质量。
2、成本显著降低,与599石墨相比,每吨可降低1500元,比化学法电碳石墨生产高纯石墨降低更大。
3、提纯后石墨粒度降低,这是由于石墨鳞片中掺杂了二氧化硅等矿物质,提纯后在鳞片中产生凹坑或孔洞,洗涤时,在机械外力的作用下,石墨沿缺陷处断裂,致使粒度降低。
4我们采用此法完善工艺,生产出的石墨制品增加了市场的竞争力和公司的经济效益。