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采用浮選的方法進(jìn)一步提高石墨品位既不經(jīng)濟(jì)也不科學(xué)。若要獲得含碳量99%以上的高碳石墨,必須用化學(xué)方法提純石墨。
(一)堿酸提純法。堿酸法提純后的石墨含碳量可達(dá)99%以上,具有一次性投資少、產(chǎn)品品位較高、工藝適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。而且還具有設(shè)備常規(guī)、通用性強(qiáng)(除石墨外,許多非金屬礦的提純都可以采用堿酸法)等優(yōu)點(diǎn),堿酸法是現(xiàn)今在我國(guó)應(yīng)用廣泛的方法;石墨的熱導(dǎo)率可表示為各種導(dǎo)熱載體的貢獻(xiàn)的迭加:vi、li、ci分別為導(dǎo)熱載體i的運(yùn)動(dòng)速度、平均自由程和單位體積的比熱容。其缺點(diǎn)則是能量消耗大、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、石墨流失量大以及廢水污染嚴(yán)重。
(二)氯化焙燒法。氯化焙燒法低的焙燒溫度消耗量使石墨的生產(chǎn)成本有較大的降低,同時(shí)石墨產(chǎn)品的含碳量處理后的相當(dāng),相比之下氯化焙燒法的回收率較高。但因有毒,腐蝕性強(qiáng),對(duì)設(shè)備操作要求較高,需要嚴(yán)格密封,對(duì)尾氣必須妥善處理,所以在一定程度上限制了其推廣應(yīng)用。石墨材料電極材料的選擇直接關(guān)系到放電的效果,在很大程度上材料的選取是否恰當(dāng),決定了放電速度、加工精度以及表面粗糙度的最終情掌握以上幾點(diǎn),對(duì)我們?cè)诒鎰e石墨材料等級(jí)上有很大的幫助。
當(dāng)您決定使用哪種電極材料時(shí),石墨和銅一直都是爭(zhēng)論的焦點(diǎn)。許多人認(rèn)為應(yīng)該優(yōu)先選擇石墨,而有人卻堅(jiān)定擁護(hù)銅。同一個(gè)地區(qū)的答案往往是相同的。在北美,對(duì)電極材料的喜好已經(jīng)從開(kāi)始的銅轉(zhuǎn)換成了的石墨。對(duì)于歐洲來(lái)說(shuō),盡管有人仍然偏好銅,但石墨用戶正在不斷地増加。毫無(wú)疑問(wèn),石墨已經(jīng)成為美國(guó)地區(qū)主要的電極材料,95%以上的電極是由石墨制成的。在過(guò)去的十年里,歐洲的石墨用戶也在穩(wěn)定地増加,石墨和銅的比例已經(jīng)達(dá)到75%/25%。緊隨其后,石墨和銅的比例大概是45%/55%,石墨用戶呈穩(wěn)定上升的趨勢(shì)。在石墨晶體結(jié)構(gòu)中,碳原子排列成正六角形,每個(gè)碳原子都于三個(gè)相鄰的碳原子以共價(jià)鍵相連接,若干個(gè)這樣的結(jié)合連接在一起構(gòu)成平面狀排列,其結(jié)合力強(qiáng),原子間的距離為1。如今全球市場(chǎng)上約有70%的人正在使用石墨電極。
石墨可制作的普通石墨制品:
(1)導(dǎo)電材料:石墨在電氣工業(yè)中廣泛用來(lái)作電極、電刷、碳棒、碳管、石墨墊圈、電話零件、電視機(jī)顯像管的涂層等等。
(2)作耐磨和潤(rùn)滑材料:石墨在機(jī)械工業(yè)中常作潤(rùn)滑劑。許多輸送腐蝕介質(zhì)的設(shè)備,廣泛采用石墨材料制成活塞環(huán)、密封圈和軸承,它們運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),勿需加入潤(rùn)滑油,石墨乳也是許多金屬加工(拔絲、拉管)時(shí)的良好的潤(rùn)滑劑。
(3)作耐腐蝕材料:石墨具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。經(jīng)過(guò)特殊加工的石墨,具有耐腐蝕、導(dǎo)熱性好、滲透率低等特點(diǎn),而廣泛用于制作熱交換器、反應(yīng)槽、凝縮器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器、加熱器、過(guò)濾器、泵等設(shè)備。
(4)作鑄造、翻砂、壓模及高溫冶金材料:由于石墨的膨脹系數(shù)小,而且能耐急冷急熱的變化。生產(chǎn)硬質(zhì)合金等粉末冶金工藝,通常用石墨材料制成壓模和燒結(jié)用的舟皿。單晶硅的晶體生長(zhǎng)柑禍、區(qū)域精煉容器、支架、夾具、感應(yīng)加熱器等。此外,石墨還可以作真空冶煉的石墨隔熱板和底座,高溫電阻爐爐管、棒、板、格棚等元件。由于銅的熔點(diǎn)是1083℃,而EDM時(shí)的溫度在1100℃,銅電極在EDM后相對(duì)輕易消耗和磨損,而石墨在3550攝氏的才會(huì)出現(xiàn)升華。
(5)作防垢防銹材料:石墨能防止鍋爐結(jié)垢,有關(guān)單位試驗(yàn)表明,在水中加入一定量的石墨粉(每噸水大約用49一59),能防止鍋爐表面結(jié)垢。此外石墨涂在金屬煙囪、屋頂、橋梁、管道上可以防腐和防銹。