Il-grafita hija waħda mir-riżorsi strateġiċi indispensabbli ta' pajjiż u ġiet elenkata minn diversi pajjiżi bħala materja prima importanti mhux-metallika u minerali kritiċi. Minħabba l-konduttività elettrika tajba tiegħu, il-konduttività termali, ir-reżistenza għall-korrużjoni, ir-reżistenza għar-radjazzjoni, u proprjetajiet oħra, huwa użat ħafna fil-kimiċi, aerospazjali, enerġija atomika, enerġija ġdida, u oqsma oħra ta '-teknoloġija għolja.
Applikazzjonijiet tal-Graphite fl-Industrija Tradizzjonali
Fil-qasam tal-materjali refrattorji tal-karbonju tradizzjonali ta'-kwalità għolja, il-grafita tista' tintuża biex tagħmel kontenituri reżistenti għal-temperatura-għoli, bħal dgħajjes tal-grafita u griġjoli tal-grafita, minħabba r-reżistenza għolja-tagħha għat-temperatura. Jista 'jintuża wkoll bħala addittiv jew mili flimkien ma' materjali oħra. Fil-proċess tal-ikkastjar tal-azzar, jeħtieġ li jiżdied recarburizer biex jikkumpensa għat-telf tal-karbonju waqt l-ikkastjar, u l-grafita tista 'tintuża bħala recarburizer.
Fl-industrija tal-manifattura tad-djamanti, id-djamanti huma maqsuma f'djamanti naturali u djamanti sintetiċi. Id-djamanti naturali għandhom proprjetajiet eċċellenti, iżda r-riżorsi tagħhom huma limitati u mhux faċli biex jinkisbu. Djamanti sintetiċi magħmulin bil-grafita bħala sors tal-karbonju għandhom proprjetajiet prattikament identiċi għal dawk tad-djamanti naturali, bi spejjeż ta' sinteżi baxxi u kost-effettività għolja. Għalhekk, djamanti sintetiċi huma popolari ħafna fis-suq. Aktar ma tkun għolja l-purità tal-grafita, aktar tkun favorevoli għas-sintesi tad-djamanti.
Fil-qasam tal-materjali nukleari, l-enerġija nukleari hija sors ta 'enerġija nadifa u effiċjenti. L-iżvilupp tal-enerġija nukleari jista 'jsolvi l-problema tat-tnaqqis tal-enerġija fil-futur. Minħabba li r-reatturi nukleari għandhom effett korrużiv qawwi fuq il-materjali u joperaw f'temperaturi għoljin, mhux il-materjali kollha huma adattati. Materjali tal-grafita tal-karbonju- għandhom koeffiċjent ta 'espansjoni termali baxx, reżistenza tajba għal xokk termali, u attivazzjoni baxxa tan-newtroni, li jagħmluhom adattati bħala materjali ta' reattur nukleari. Bħala materjali użati fl-industrija nukleari, speċjalment f'reatturi mkessħa b'-gass b'temperatura għolja-, il-kontenuti tal-irmied u tal-boron huma meħtieġa li jkunu inqas minn 50 ppm u 0.1 ppm, rispettivament.
Fil-qasam tal-lubrikazzjoni, iż-żejt lubrikanti huwa sustanza indispensabbli fil-ħajja moderna. Karozzi, vapuri, ajruplani, għodod tal-magni, u oqsma oħra ma jistgħux jgħaddu mingħajr żejt lubrikanti. F'xi ambjenti speċjali, bħal kundizzjonijiet ta 'temperatura għolja-, il-prestazzjoni taż-żejt lubrikanti titnaqqas ħafna, u problemi bħal lubriċità insuffiċjenti x'aktarx li jseħħu waqt l-użu. Il-forza li torbot bejn is-saffi tal-grafita hija żgħira, u taħt forza esterna, tiżżerżaq faċilment. Għalhekk, il-grafita għandha prestazzjoni eċċellenti ta 'lubrikazzjoni u hija lubrikant solidu ideali.
Fil-qasam tas-siġillar, folji tal-grafita flessibbli jistgħu jinkisbu bl-ippressar u l-iffurmar tal-grafita estiża, li hija maħlula, poruża, u għandha enerġija tal-wiċċ għolja. Minħabba li l-grafita flessibbli hija reżistenti għal temperaturi għoljin u korrużjoni, għandha proprjetajiet kimiċi stabbli, u tippossjedi ċerta saħħa, jista 'jkollha rwol f'xi ambjenti speċjali. Għalhekk, il-grafita flessibbli tgawdi r-reputazzjoni ta '"King of Sealing."
Metodi ta' Purifikazzjoni tal-Graphite
Il-purità tal-grafita għandha impatt deċiżiv kemm fuq l-oqsma ta 'applikazzjoni kif ukoll fuq il-valur ekonomiku tal-grafita. Fil-preżent, kemm jekk jintużaw biex jimmanifatturaw djamanti sintetiċi, materjali tal-anodi tal-batteriji tal-litju-jone, materjali tal-grafita flessibbli, jew materjali tal-grafita ta' livell għoli-użati fl-industrija aerospazjali u nukleari, il-grafita hija meħtieġa li jkollha kontenut fiss ta' karbonju ta' bejn 99% u 99.99%. Iktar ma tkun għolja l-purità tal-grafita, iktar tkun stabbli l-konduttività elettrika, il-lubrikazzjoni u proprjetajiet oħra tagħha, u akbar ikun il-valur tal-applikazzjoni tal-materjal. Għalhekk, il-purità tal-grafita saret waħda mill-indikaturi importanti għall-kejl tal-kwalità tal-grafita, u t-teknoloġija tal-purifikazzjoni tal-grafita saret teknoloġija ewlenija fl-industrija tal-grafita.
Metodu ta 'flotazzjoni
Il-flotazzjoni hija l-aktar metodu bażiku ta 'purifikazzjoni. Juża d-differenza fil-floatability bejn minerali utli u minerali gangue għas-separazzjoni. Permezz tal-flotazzjoni, il-kontenut tal-karbonju fiss tal-grafita jista 'jiżdied għal madwar 80%-95%. Il-purifikazzjoni bil-flotazzjoni tal-grafita hija l-metodu tal-inqas-spiża.
Il-flotazzjoni għandha wkoll il-limitazzjonijiet tagħha. Matul il-proċess kontinwu tat-tħin u l-flotazzjoni, minerali utli u minerali gangue gradwalment jiġu liberati bħala partiċelli individwali, u l-biċċa l-kbira jitneħħew bil-flotazzjoni. Madankollu, waqt it-tħin kontinwu, l-effett tat-tħin fuq il-minerali tal-gangue li jillibera huwa kontinwament imdgħajjef, u ż-żieda fil-kontenut tal-karbonju fiss tal-grafita hija limitata. Għalhekk, il-flotazzjoni tista 'tintuża biss għall-purifikazzjoni primarja tal-grafita, filwaqt li l-grafita ta' purità għolja- teħtieġ metodi ta 'purifikazzjoni kimika.
Metodu ta'-Temperatura Għolja
Il-metodu ta'-temperatura għolja prinċipalment jieħu vantaġġ mill-fatt li l-grafita għandha punt tat-togħlija ogħla minn impuritajiet oħra fil-mineral tal-grafita. Permezz ta' kalċinazzjoni f'temperatura ultra-għolja-, l-impuritajiet jiġu vaporizzati u mneħħija, u b'hekk jinkiseb prodott ta' purifikazzjoni tal-grafita ta' purità ultra{-għolja-. Dan għaliex il-punt tat-togħlija tal-grafita huwa 4500 grad, bażikament jaqbeż il-punti tat-togħlija tal-impuritajiet kollha. Fil-produzzjoni attwali, griġjol tal-grafita ġeneralment jintuża biex iżżomm trab tal-grafita, li mbagħad jitqiegħed f'forn ta'-temperatura għolja u ssettjat għal temperatura. It-temperatura tiżdied 'il fuq mit-temperatura tal-vaporizzazzjoni tal-impuritajiet (bil-gass protettiv introdott biex jipprevjeni l-ossidazzjoni tal-materjal), u mbagħad il-materjal jinżamm f'temperatura għolja sabiex l-impuritajiet tal-punt ta' togħlija baxx--jivolatizzaw mill-griġjol, u b'hekk tinkiseb purifikazzjoni tal-grafita. Il-metodu ta'-temperatura għolja jista' jippurifika l-materja prima minn 95%–99% sa 99.99%.
Il-metodu ta '-temperatura għolja jista' jagħmel il-purità tal-grafita tilħaq madwar 99.995%, u tista 'tipproteġi l-istruttura tal-grafita u ttejjeb il-kwalità tal-prodotti tal-grafita. Il-prodotti jistgħu jintużaw fid-difiża nazzjonali, l-industrija nukleari, l-ajruspazju, u oqsma oħra ta'-teknoloġija għolja.
Metodu ta 'Aċidu Idrofluworiku
Il-metodu ta 'aċidu idrofluworiku għandu l-vantaġġi ta' konsum baxx ta 'enerġija, fluss ta' proċess sempliċi, effiċjenza għolja ta 'purifikazzjoni, kontenut għoli ta' karbonju fiss fil-grafita miksuba, u ftit impatt fuq il-prestazzjoni tal-prodotti tal-grafita. Madankollu, għandu rekwiżiti stretti għat-tagħmir u l-kundizzjonijiet tal-produzzjoni, u l-ilma tad-drenaġġ huwa diffiċli biex jiġi ttrattat, li jirriżulta fi spejjeż għoljin ta 'protezzjoni ambjentali. Billi tikkontrolla l-ammont u l-mod ta 'azzjoni ta' l-aċidu idrofluworiku, il-metodu ta 'purifikazzjoni ta' l-aċidu idrofluworiku ġie ottimizzat. Matul il-proċess ta 'purifikazzjoni, l-aċidu idrofluworiku jista' jirreaġixxi kimikament ma 'kważi l-impuritajiet kollha u jikkonvertihom f'sustanzi solubbli. Sabiex jitneħħew b'mod effettiv dawn l-impuritajiet, jistgħu jitnaddfu permezz ta 'ħasil sempliċi ta' l-ilma, u b'hekk tinkiseb purifikazzjoni tal-grafita. Dan il-proċess jgħin biex itejjeb il-purità tal-grafita u għalhekk jissodisfa l-ħtiġijiet ta 'diversi applikazzjonijiet industrijali.
Alkali-Metodu Aċidu
Il-metodu tal-aċidu-alkali jinkludi żewġ proċessi: fużjoni tal-alkali u diġestjoni tal-aċidu. Jiġifieri, impuritajiet aċidużi fil-grafita, bħal silikati, aluminosilikati u kwarz, l-ewwel jirreaġixxu kimikament ma 'sustanzi alkalini fi stat imdewweb biex jiffurmaw imluħa solubbli, li mbagħad jitneħħew bil-ħasil tal-ilma. Wara dan, l-impuritajiet li ma rreaġixxewx mal-alkali waqt il-fużjoni tal-alkali, bħal ossidi tal-metall, jirreaġixxu ma 'aċidu biex jiffurmaw komposti solubbli ta' l-aċidu-, li mbagħad jiġu soġġetti għal ħasil ta 'ilma u filtrazzjoni biex tinkiseb purifikazzjoni finali tal-grafita. Fil-proċess ta 'fużjoni alkali, NaOH normalment jintgħażel bħala s-sustanza alkalina minħabba li għandu punt ta' tidwib baxx (punt ta 'tidwib 318 grad), alkalinità qawwija, u prezz baxx. L-aċidu użat fil-proċess ta 'diġestjoni ta' l-aċidu jista 'jkun HCl, H₂SO₄, HNO₃, jew aċidu imħallat ippreparat minnhom, li fosthom l-HCl jintuża l-aktar komunement.
Metodu ta 'Inkaljar tal-Klorinazzjoni
Sabiex titnaqqas it-temperatura meħtieġa għal-kalċinazzjoni f'temperatura għolja, jintuża wkoll metodu ta' introduzzjoni tal-gass tal-kloru biex l-impuritajiet jiġu kkonvertiti f'kloruri u mbagħad jiġu separati. Din is-sistema relattivament-stabbilita tajjeb tissejjaħ il-metodu tal-inkaljar bil-klorinazzjoni. Fil-metodu ta 'l-inkaljar tal-klorinazzjoni, il-grafita titħallat ma' aġent li jnaqqas f'ċertu proporzjon u kalċinat f'temperatura għolja taħt protezzjoni ta 'gass inert, li jiddekomponi impuritajiet fil-grafita f'ossidi bħal SiO₂, Fe₂O₃, u Al₂O₃. Il-gass tal-kloru mbagħad jiġi introdott, u f'temperatura għolja ta '400-1200 grad, l-ossidi huma kkonvertiti f'kloruri u kumplessi b'punti ta' tidwib u togħlija aktar baxxi, li jifvaporizzaw u jaħarbu, u b'hekk jintlaħaq l-iskop ta 'purifikazzjoni.