晶質石墨的提純方法有哪些？

　　工業上按照不同結晶形態將石墨劃分為晶質石墨與隱晶質石墨，晶質石墨資源是我國戰略非金屬礦產，在軍工與現代材料工業及高新尖技術發展中至關重要。晶質石墨進一步可分為致密結晶狀石墨和鱗片石墨兩種，鱗片石墨的結晶明顯、晶體大、晶體呈鱗片狀。晶體直徑大于1μm，通常為0.05~1.5mm，大的能達到5~10mm。其固定碳含量一般較低，多為3%～13.5%。這種類型的石墨在可浮性、潤滑性和可塑性方面優于其他類型的石墨。塊狀石墨的純度非常高，其品位為60％~65％，甚至98％。

　　我國石墨資源豐富，但石墨工業生產技術還處于世界中低水平，所需的高純石墨產品還依賴國外進口。提純石墨是石墨用于深加工必不可少的步驟，目前應用廣泛的提純石墨的五種方法分別是：浮選法、堿酸法、氫氟酸法、氯化焙燒法以及高溫焙燒法等。

浮選法

　　浮選是當前礦物加工操作中最常用的方法之一。其原理主要是通過添加一系列浮選藥劑如發泡劑、捕收劑、調整劑和抑制劑來富集氣-液界面處的所選目標礦物。由于其良好的可浮性和天然疏水性，鱗片狀石墨可以通過浮選達到分離石墨和雜質的目的。石墨浮選實驗過程中所用起泡劑一般采用二號油或四號油，捕收劑選用煤油或柴油，調整劑選用石灰，抑制劑選用水玻璃。石墨在浮選過程中一般采取多段流程——‘階磨階選’。

　　浮選的優點是能耗最低，成本最低，經過浮選法提純所獲得的石墨多為中碳水平，品位較低。因此，浮選法通常用作石墨純化過程的初步過程，然后使用其他化學或物理方法獲得更高純度的石墨。

堿酸法

　　堿酸法提純石墨已是較為成熟的工藝，整個工藝流程主要分為堿熔和酸浸兩個步驟。其原理為：在石墨試樣中加入適量的NaOH與石墨中的酸性雜質在一定的溫度條件下反應，然后用水洗滌。剩余的雜質形成的氫氧化物難溶于水，在一定溫度下經過酸浸處理生成可溶于水的鹽。

　　堿酸法的優點是能耗低、一次性投資小、設備簡單，提純后產品純度較高；缺點是酸堿對設備腐蝕嚴重，反應后廢水有嚴重污染，石墨流失量不小。

氫氟酸法

　　氫氟酸可以和石墨中除了石墨以外的幾乎所有的雜質發生反應，因此也可以用于石墨的提純。氫氟酸法的基本原理是：將石墨和氫氟酸充分混合后，氫氟酸與石墨中的雜質反應生成能溶物或者可揮發物質，然后經過水洗洗去其中的可溶性雜質。

　　氫氟酸法的優點：能高效除去樣品礦中的雜質，得到高品位的石墨，并且該過程幾乎不對石墨的性能造成影響，能耗也低。但氫氟酸有劇毒，對環境污染較大。我國工業生產上用該法生產高純石墨主要采用的是HF/HCl、HF/HCl/H2SO4、HF/H2SO4等混酸體系。

氯化焙燒法

　　氯化焙燒方法是在石墨樣品中加入適量的還原物質，然后在適當溫度和環境條件下在焙燒時通入氯氣。礦石樣品中有價金屬與低價氯結合后形成低熔點沸點氣相或凝聚相氯化物/絡合物析出，實現與組分有效分離，制得高純度石墨。

　　氯化焙燒方法優點是提純效率高、回收率高、能耗低、成本低等。但氯氣有嚴重腐蝕性、毒性會污染環境，因此在實際應用中會受到影響，此法還有待改進。

高溫焙燒法

　　石墨擁有非常高的熔沸點：熔點為3652℃，沸點為4250℃。其熔點遠高于所含雜質沸點。高溫法就是通過熔沸點的差異將石墨樣品大部分雜質氣化得到高純度的石墨，由此達到將石墨與其雜質分離的目的，此法可用于制備高純石墨。

　　高溫法最大的優勢是能制得純度和質量都高的石墨產品，但能耗大，對設備要求極高，相應對所提純的石墨原料純度也有一定要求。