【原创【�/font>石墨提纯5种主流方法，真硬核！

中国粉体网讯石墨是国家不可或缺的战略资源之一，先后被各国列为重要非金属原材料与关键矿产，因其良好的导电性、导热性、耐腐蚀性、防辐射性等，广泛应用在化工、航空航天、原子能、新能源等各个高科技领域、�/p>

来源：Eastcarbon

天然石墨常会伴有各种杂质，难以被直接利用，为了满足工业生产的要求，必须对天然石墨进行富集、提纯，且石墨纯度越高其价值也越高。目前关于石墨的提纯方法主要有浮选法、化学法和高温法三种。其中化学法又包含酸碱法、氢氟酸法、氯化焙烧法、�/p>

常规石墨提纯方法对比

浮选法

浮选法是提纯非金属矿常用的一种方法，主要是利用矿物表面疏水性的特点将杂质进行分离，浮选法具有能耗低、试剂可重复利用的优点。天然石墨矿不易被水浸润，可浮性好，采用浮选法对其进行提纯，获得的石墨固定碳质量分数可达到95.00%、�/p>

浮选法作为石墨提纯的第一步，具有工艺流程成熟、设备简单、能耗少、生产成本低等优点，使其具有明显的成本优势，但浮选法对石墨的提纯能力有限，无法将部分浸染在石墨鳞片中的夹杂去除，提纯后的石墨固定碳含量很难超�?5%。所以为了得到高纯石墨，必须采取化学法和高温法来进一步对石墨进行提纯、�/p>

高温泔�/strong>

高温法主要是利用石墨比石墨矿中其他杂质沸点都高的特点，通过超高温煅烧使其中的杂质气化脱除，从而获得超高纯度的石墨提纯产品。这是因为石墨的沸点�?500°C，基本超过所有杂质沸点。在实际生产过程中一般是利用石墨坩埚盛放石墨粉，放入高温炉后设定温度，将温度升高至杂质气化温度以�?并通入保护气防止物料氧�?，然后在高温条件下进行保温，将低沸点的杂质从坩埚之中挥发去除，进而实现石墨提纯，高温法可以将95%-99%的原料提纯至99.99%、�/p>

高温法可以使石墨的纯度达�?9.995%左右，并且可以保护石墨的结构，提髗�span style="text-indent: 2em;">石墨产品质量，产品可用于国防、核工业、航天等高科技领域、�/span>

氢氟酸法

硅酸盐是石墨中较难去除的杂质，大多数硅酸盐熔点高且化学性质稳定，很难发生反应，而氢氟酸具有强腐蚀性，几乎可以溶解大部分硅酸盐和氧化物，因此，可以采用氢氟酸去除石墨中硅、钙、铁、镁等元素、�/p>

氢氟酸法提纯石墨工艺流程

氢氟酸法需要将氢氟酸和石墨混合，石墨中的杂质与氢氟酸充分反应生成可溶性氟化物或沉淀，用水洗涤后烘干即可得到高品位石墨。为了更好去除生成的沉淀物，往往会加入适量其他酸，如盐酸、硝酸、硫酸等，但氢氟酸具有剧毒和强腐蚀性，对环境污染严重，目前酸浸法研究方向主要包括混酸搭配、提升工艺效率和减少氢氟酸用量等、�/p>

酸碱泔�/strong>

碱酸法包括碱熔与酸解两个过程，即石墨中的酸性杂质如硅酸盐、硅铝酸盐、石英等先与熔融状态下的碱性物质发生化学反应生成可溶性盐后再经水洗去除。此后，在碱熔过程中未和碱发生反应的杂质如金属氧化物等再与酸反应生成酸溶性化合物经水洗、过滤而实现石墨的最终提纯。碱熔过程中通常选用熔点小（熔点318℃）、碱性强、价格便宜的NaOH作为碱性物质，而酸解过程中所使用的酸可以是HCl、H₂SO₄、HNO₃，或者由它们配制的混合酸，其中以HCl使用居多、�/p>

碱酸法提纯石墨工艺流稊�/span>

碱酸法提纯石墨具有一次性投资少、工艺适应性强、设备简单且通用性强等优点，但同时也存在需要高温煅烧导致能耗高、工艺流程长、设备腐蚀严重及石墨损失量大等缺陷、�/p>

氯化焙烧泔�/strong>

氯化焙烧法是将石墨和还原剂按照一定比例混合后，在惰性气体保护下进行高温煅烧，再通入氯气，利用还原剂将石墨中的杂质还原成SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃等金属氧化物，这些高熔沸点的金属氧化物杂质再与氯气反应变成低熔沸点的氯化物或者三价金属络合物，从而在高温下挥发出来，达到提纯的目的、�/p>

氯化焙烧法原理装置示意图

氯化焙烧法工艺流程简单，加工工序少，提纯效率高，石墨回收率高，但是氯气具有毒性和强腐蚀性，需严格设备密封和控制，在操作过程中要做好安全保护措施。氯化焙烧法存在严重气体污染、设备腐蚀严重和氯气成本高等缺点，限制了该方法的应用，在石墨提纯实际生产中应用较少、�/p>

小结

浮选法、高温法、氢氟酸法、碱酸法和氯化焙烧法都是能够有效提高石墨纯度的方法，但是化学提纯法由于使用了大量的酸、碱等试剂，提纯后产生的废水对环境污染严重；物理提纯法中浮选法得到的石墨纯度较低，通常只作为提纯的第一步；高温法虽然可以获得高纯石墨，但是能耗成本高、对加热设备的要求较高，无法大规模生产。因此，仍要研究并不断改进现有的技术，同时发展新技术，推动石墨提纯行业发展、�/p>

参考来源：

程冶平等.天然石墨提纯技术研究进屔�/span>

于倩等.天然鳞片石墨提纯研究进展

郭润楠等.天然石墨分选提纯及应用进展

李金懋等.晶质石墨纯化技术研究现状与展望

（中国粉体网编辑整理/初末（�/p>

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