鱗片狀石墨是一種變質石墨礦,天然鱗片石墨礦石在世界范圍內廣泛存在。鱗片石墨礦的成因一種是區(qū)域變質,即原來含有大量有機質的沉積巖經過中等到深程度的區(qū)域變質作用,使碳質氣化溢出,雞西石墨在適宜的地質條件下冷卻再結晶而成優(yōu)質鱗片狀石墨晶體;另一種成因是接觸交代而成,也可稱矽卡巖礦床,多生于深成火成巖與石灰?guī)r的接觸處,此處的石炭巖已大部分矽卡巖化。
黑龍江石墨在天然石墨資源中,鱗片石墨(晶質石墨)儲量少、價值高,具有良好的導電導熱性、潤滑性和抗氧化性,被廣泛應用于冶金、機械、化工、耐火材料、航空航天等工業(yè),是當今高新技術發(fā)展必不可少的非金屬材料之一。
黑龍江鱗片石墨的提純方法主要有:
①浮選提純法;
②化學提純法,包括堿酸法、氫氟酸法、氯化焙燒法;
③物理提純法,即高溫提純法。
石墨提純是石墨材料制備的前提和基礎,其純度決定著石墨材料的使用性能和應用價值,即石墨中固定碳含量越高,石墨純度越高,應用價值也就越高。
石墨的純度決定其用途,隨著石墨的應用范圍不斷拓寬,對其純度的要求也越來越高。試驗研究與工業(yè)實踐表明,不同的提純方法具有不同的優(yōu)勢和市場。
(1)浮選法一般用于提純品位較低的天然石墨,經過一段富集將石墨提純至中碳石墨的品級。
(2)堿酸法是目前應用較廣泛、提純效果相對理想的鱗片石墨的提純方法,但該工藝能耗高、流程復雜、耗水量大。
(3)氫氟酸法提純石墨效果顯著,但氫氟酸有劇毒、嚴重污染環(huán)境,其使用受到限制。
(4)氯化焙燒法純化石墨效果有限,且氯氣有毒不利于健康和環(huán)保,對設備要求較高。
(5)高溫法是實現超純石墨生產的有效手段,但該法對原料和設備要求極高,因此,在今后的研究中可從焙燒設備、優(yōu)化原料成分等方面進行改進和優(yōu)化,比如添加合適的助劑降低揮發(fā)溫度,實現工業(yè)化連續(xù)生產。