石墨是重要的战略矿产，用途广泛，特别是在高精度、尖端领域。 这就日益要求对石墨进行深加工，积极开发高纯、超细等高档石墨产品。 目前，石墨提纯一般包括物理提纯和化学提纯。 物理净化包括碱酸法、氢氟酸法、氯化物烧结法； 化学纯化包括低温法（也称热法）。 不同的净化工艺适合不同的净化武器。
石墨的熔点为3850±50℃，沸点为4500℃。 它是自然界中熔点和沸点最高的物质之一。 硅酸盐矿物的沸点在2750℃以下。 石墨的熔点和沸点远低于其中所含杂质的熔点和沸点。 沸点。 因此，理论上，利用它们的熔点和沸点的差异，可以将石墨放入石墨化的石墨坩埚中。 在一定气氛下，借助特定的仪器和设备，加热至2700℃，杂质即可从石墨中汽化逸出。 ，达到净化效果。
该技术可将石墨提纯至99.99%以上。 低温石墨化炉成套设备主要包括以下部分：炉体、感应加热器、中频电源（二极管变频装置）、真空系统、测温控温、液压进出水机构、水冷却该设备的关键技术是感应加热器的设计，包括感应线圈、加热元件、绝热熔池、石墨坩埚等部件。 感应加热器与电源的合理组合是加热和保温的关键。 钥匙。 在提纯工艺方面，具有代表性的是陈怀军发明的天然石墨分级低温提纯工艺。 他们利用石墨本身沸点高，其他杂质沸点低的原理，不断地阶段性地去除天然石墨中的杂质。 将含碳量80%左右的天然石墨放入温度1500℃的提纯炉中，将低沸点的杂质汽化排出。 然后，净化炉内的温度为2500~2800℃，相应沸点的杂质被汽化并排出。 部分，然后进入温度2800~3200℃的净化炉，同时通入适量的HF和HCl二氧化碳，在低温下与高沸点金属杂质进行置换反应，生成低沸点金属杂质。沸点氯化物和溴化物，因此蒸发并排出。 从而将天然石墨纯化为含碳量为99.99%~99.9998%的石墨。
但该方法生产超高纯石墨主要受以下几点影响：
(1)石墨原料的杂质浓度。 原料的杂质浓度不同，所得产品的碱度不同。 含碳量高的石墨净化效果较好。 因此，低温法常采用选矿法或碱酸法提纯。 含碳量≥99%石墨为原料；
(2)石墨坩埚的质量。 石墨的碱度浓度低于石墨坩埚的碱度，有利于石墨中碱度的汽化和逸出。 否则，从石墨坩埚材料中逸出的碱度将通过坩埚达到较低的含量。 待提纯的石墨物质扩散，导致石墨提纯效果差；
(3)石墨化过程的加热曲线采用大电压升温，石墨温度下降快，有利于石墨中碱度的汽化逸出；
(4)原料粒度。 一般来说，粒径越小，净化效果越好。
石墨低温提纯电感应加热器示意图
低温石墨化炉成套设备主要包括以下部分：炉体、感应加热器、中频电源（二极管变频装置）、真空系统、测温控温、液压上下料机构、水冷却该设备的关键技术是感应加热器的设计，包括感应线圈、加热元件、绝热熔池、石墨坩埚等部件。 感应加热器与电源的合理组合是加热、保温的关键。
艾奇逊炉
优点：设备简单，产值大
缺点：生产周期长，不同地区质量不同，废气无组织排放，污染严重。
推船式连续低温净化炉
优点：连续生产，无需频繁的加热和冷却过程，煤耗低； 生产周期短； 废气集中处理。
连续式低温石墨提纯炉
优点：可靠性高、产品含量高、质量稳定、能耗低、产量大、环保。
采用低温法生产超高纯石墨时，生产规模受到限制。 电炉加热技术要求严格，需要与空气隔绝。 否则，石墨在热空气中加热到450℃时就会开始氧化。 温度越高，石墨的损失越大。 大的。 低温法最大的优点是产品含碳量极高，可达99.995%以上。 其缺点是需要专门设计建造的低温炉，设备昂贵，一次性投资大，煤耗大。 并且随着国防、航空航天、超高速硬质材料等行业的快速发展，产生了对超高纯石墨产品的日益增长的需求，这也促进了超高纯石墨的工业化生产。 -纯石墨制品。
更详细的信息请参阅以下报告：
【突发新闻】2019年天然石墨行业研究年度报告
