【干貨】起底石墨提純5大工藝及進展

石墨是一種重要的資源性非金屬礦物，石墨具有良好的抗腐蝕、抗輻射、導電、導熱、自潤滑、耐高低溫等性能，在國民經濟發(fā)展、科技現(xiàn)代化和國防建設中有著重要的戰(zhàn)略支撐作用，已被美國及其他許多國家列為國家的戰(zhàn)略資源。石墨及其制品是現(xiàn)代高溫、高壓、高速工業(yè)以及現(xiàn)代生物、信息、能源的基礎原材料，也是現(xiàn)代高新技術產業(yè)的關鍵材料和多功能環(huán)保材料，更是核能、航空航天、國防軍事領域(如原子堆中的減速劑、光電對抗中的隱身材料、攻擊敵方電力系統(tǒng)的石墨炸彈等)不可或缺的戰(zhàn)略材料。

將石墨原料加工成石墨材料，從技術上首先必須對其提純，而后再根據所應用的領域在粒度、形貌或性能上進行加工。石墨提純質量的高低決定著石墨材料的使用特性和綜合性能，石墨純度越高，應用價值越高。不管是用于人造金剛石的原料、鋰離子電池的陰極材料、燃料電池的雙極材料、密封、導熱的柔性石墨材料，還是用于航空航天、國防、核工業(yè)的特殊石墨材料，都要求石墨的純度為含碳 99%～99.99%，甚至更高。

石墨的提純是制備所有石墨材料的基礎，是石墨材料發(fā)展的共性問題。本文簡介了石墨資源特征，主要從浮選法、堿酸法、氫氟酸法、氯化焙燒法、高溫法等方面詳細介紹了石墨提純工藝的技術現(xiàn)狀，展望了石墨提純的發(fā)展方向。

1 石墨資源特性與產消概況

1.1 資源、分類與特性

世界石墨資源主要分布在中國、印度、墨西哥、巴西、馬達加斯加等國家，據美國地質調查局統(tǒng)計數據顯示，2012年世界石墨儲量約7700萬噸，中國的儲量為5500萬噸，占世界儲量的71%，各國所占比例情況見圖 1。石墨是我國的優(yōu)勢資源之一。

石墨礦床以中、小型為主，礦床類型大致分為 以下 5 種①結晶片巖中的似層狀石墨礦床;②變質煤層中的石墨礦床;③霞石正長巖中的石墨礦床;④矽卡巖中的石墨礦床;⑤結晶片巖中的脈狀石墨礦床。

天然石墨資源有3類，它們分別是土狀石墨(隱晶質石墨)、鱗片石墨(晶質石墨)和塊狀石墨。土狀石墨是儲量最多的一種，鱗片較小，結晶度不高，用于生產低價值的產品，是3種石墨中價格最低的一種;土狀石墨主要蘊藏在中國、歐洲、墨西哥和美國。鱗片石墨是由許多單層的石墨結合而成，在變質巖中以單獨的片狀存在，儲量少、價值高;鱗片石墨主要分布在澳大利亞、巴西、加拿大、中國、德國和馬達加斯加。塊狀石墨是最罕見、價值最高的石墨礦，主要在斯里蘭卡發(fā)現(xiàn)，各類石墨的特征見表1。

中國石墨資源儲量世界第一。鱗片石墨儲量3068萬噸，主要分布在黑龍江、山東、四川、內蒙古、河南;土狀石墨儲量約為1283萬噸，主要分布在湖南、廣東、吉林等省市。

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