碳质原料生产高纯石墨工艺以及石墨磨粉机原理

时间：2023-01-09

高纯石墨是指碳含量在99.99%以上的石墨材料，其具有良好的性能，广泛应用于各大工业领域。常见的高纯石墨大多是人工生产的，生产高纯石墨碳质原料一般有石油焦、针状焦、煤沥青三种。其中石油焦又分生焦和煅烧焦两种，按硫分的高低区分，可分为高硫焦（含硫1.5%以上）、中硫焦（含硫0.5-1.5%）、和低硫焦（含硫0.5%以下）三种。针状焦分为以石油油渣为原料生产的油系针状焦和以精制煤沥青原料生产的煤系针状焦。人造石墨生产一般使用低硫焦。煤沥青是煤焦油深加工的主要产品之一，为多种碳氢化合物的混合物，常温下为黑色高粘度半固体或固体，无固定的熔点，在生产高纯石墨过程中，煤沥青主要作为粘结剂和浸渍剂使用。利用碳质原料生产高纯石墨工艺繁杂，步骤较多，使用到的设备种类不同。

生产高纯石墨工艺具体的生产工艺流程如下:

1、煅烧、提纯

生产高纯石墨的原料包括骨料、黏结剂和浸渍剂。选好后的骨料，由于它们的成焦温度或成煤的地质年代等不同，在内部结构中不同程度地含有水分、杂质或挥发物，这些物质需预先排除，否则会影响产品质量和使用性能，应对选好的骨料进行煅烧或提纯。

2、磨粉

用于石墨生产的固体材料，虽经煅烧或提纯的块度有所减小，但粒度仍比较大，且波动较大，组成不均匀，需要将骨料粒度粉碎到配料要求。

在配料之前，须对大块煅后石油焦和针状焦进行中碎、磨粉、筛分处理

中碎:通常是将50mm左右的物料通过颚式破碎机、锤式破碎机等破碎设备进一步破碎到配料所需的0.5-20mm

磨粉:通过磨粉机(雷蒙磨粉机、立式磨粉机、环辊磨粉机、球磨机）将碳质原料磨细到0.075mm粒径以下的粉末状小颗粒的过程。

配料:是按配方要求，对各种粒度的骨料和粉料、粘结剂分别计算、称量、聚焦的生产过程。(配方的科学性和配料操作的稳定性是影响产品质量指标和使用性的较重要因素之一)

3、混捏

磨制好的粉末与煤沥青黏结剂按比例配好后，投入到加热式混捏机中进行混捏，使物料分布均匀。

4、成型

主要成型方法有挤压成型、模压成型、振动成型、等静压成型四种。

5、焙烧

成型后的制品经焙烧过程(即将压型后的生坯在隔离空气条件下通过热处理)，使黏结剂炭化为黏结剂焦。

6、浸渍

浸渍的目的就是将熔融沥青等浸渍剂，充填到焙烧过程中制品内部形成的微小气孔以及骨料焦炭颗粒中原来存在的开口气孔里，提高制品的体积密度、导电率、机械强度、抗化学腐蚀性等。

7、石墨化

石墨化是指使热力学不稳定的非石墨质碳通过热活化作用转变为石墨质碳的高温热处理过程，经过石墨化处理后，即可得到高纯石墨。

石墨磨粉机原理：

将需要粉碎的物料均匀连续的送入磨粉机械械主机磨室内，由于旋转时离心力作用，磨辊向外摆动，紧压于磨环，铲刀铲起物料送到磨辊与磨环之间，因磨辊的滚动而达到粉碎目的。物料研磨后，粉磨岁鼓风机循环风带入分析机进行分选，细度过粗的物料会重磨，合格细粉则随其流进入成品旋风集粉器，经出粉管排出，即为成品。

石墨磨粉机组成：

石墨磨粉机全套配置包括锤式破碎机、斗式提升机、储料仓、震动给料机、微粉磨主机、变频分级机、双联旋风集粉器、脉冲除尘系统、高压风机、空气压缩机、电器控制系统。

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