堿酸法提純石墨及除硅動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、石墨是一種重要的戰(zhàn)略資源，它在國民經(jīng)濟(jì)及許多高科技領(lǐng)域中均發(fā)揮著重要作用。石墨作為一種礦產(chǎn)資源轉(zhuǎn)化為石墨材料在技術(shù)上必須對(duì)其提純，然后再根據(jù)其用途在粒度和改性上進(jìn)行加工。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，各領(lǐng)域?qū)Ω咂焚|(zhì)石墨材料的需求日益增多，我國現(xiàn)有的石墨提純技術(shù)與我國國民經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展不適應(yīng)，一些技術(shù)含量高的石墨產(chǎn)品還需從國外進(jìn)口，制約我國石墨行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵性問題就是石墨的提純問題。我國的石墨資源居世界首位，探索合理的提純工藝技術(shù)對(duì)充分發(fā)

2、揮這一優(yōu)勢(shì)資源，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。
　　試驗(yàn)以內(nèi)蒙古某石墨精礦為研究對(duì)象，石墨含碳量為84.32％，主要脈石礦物為石英、云母、赤鐵礦，SiO2含量為4.82%，F(xiàn)e2O3含量為4.78%，Al2O3含量為1.80%。采用加堿焙燒-酸浸工藝流程對(duì)石墨進(jìn)行提純，考察了氫氧化鈉用量、焙燒溫度、焙燒時(shí)間等因素對(duì)石墨純度的影響。采用 X-射線衍射(XRD)、紅外光譜(FTIR)、掃描電鏡(SEM)測(cè)試方法對(duì)石墨提純過程產(chǎn)物進(jìn)行分析，

3、并對(duì)雜質(zhì)SiO2和Fe2O3的反應(yīng)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)研究。
　　堿酸法提純石墨試驗(yàn)得到最佳工藝條件為：氫氧化鈉與石墨的質(zhì)量比0.4；焙燒溫度600℃；焙燒時(shí)間120 min，鹽酸與石墨的質(zhì)量比0.4；鹽酸濃度1 mol/L；酸浸時(shí)間45 min。石墨含碳量由84.32%提升到了99.51%。堿酸法對(duì)不同粒級(jí)石墨的提純效果不同，在相同試驗(yàn)條件下，石墨粒級(jí)越大，提純效果越好，試驗(yàn)使+0.589 mm的石墨純度達(dá)到了99.92%。流程中各因素

4、對(duì)試驗(yàn)影響由大到小依次為：NaOH用量、酸浸時(shí)間、焙燒時(shí)間、焙燒溫度、鹽酸用量和鹽酸的濃度。XRD結(jié)果表明加堿焙燒過程主要是石英和云母發(fā)生了結(jié)構(gòu)改變，酸浸過程對(duì)赤鐵礦的結(jié)晶情況影響較大。紅外光譜測(cè)試結(jié)果表明加堿焙燒過程中二氧化硅與氫氧化鈉反應(yīng)生成了硅酸鈉。掃描電鏡與XRD分析結(jié)果均表明，堿酸法提純石墨對(duì)石墨的結(jié)構(gòu)影響較小，很好的保持了石墨的性質(zhì)。
　　石墨中SiO2、Fe2O3反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究表明：堿酸法對(duì)SiO2和Fe2O3具有很