Γραφίτης Υψηλής Καθαρότητας και η Διαδικασία Παραγωγής του

Γραφίτης υψηλής καθαρότητας με περιεκτικότητα σε άνθρακα >99,99%. Ο γραφίτης υψηλής καθαρότητας έχει τα πλεονεκτήματα της αντοχής σε υψηλές θερμοκρασίες, της αντοχής στη διάβρωση, της αντοχής σε θερμικό σοκ, του μικρού συντελεστή θερμικής διαστολής, της αυτο-λίπανσης, της μικρής αντίστασης και της εύκολης μηχανικής κατεργασίας κ.λπ. Χρησιμοποιείται ευρέως στη μεταλλουργία, τα μηχανήματα, την προστασία του περιβάλλοντος, την ιατρική, τον στρατό, την αεροδιαστημική και άλλους τομείς, παίζει πολύ σημαντικό ρόλο στην εθνική οικονομία, ειδικά στη βιομηχανία φωτοβολταϊκών ηλιακών συλλεκτών. Ο μέσος ετήσιος ρυθμός ανάπτυξης της παγκόσμιας βιομηχανίας φωτοβολταϊκών ηλιακών συλλεκτών είναι 40% και η Κίνα κατέχει το 70% του κόσμου, ως ο μεγαλύτερος παραγωγός φωτοβολταϊκών ηλιακών συλλεκτών στον κόσμο. Αυτή η βιομηχανία το 2011 κατανάλωσε υλικό γραφίτη υψηλής ποιότητας έως και 23.000 τόνους ή περισσότερο και αναμένεται ότι στο μέλλον η βιομηχανία φωτοβολταϊκών θα έχει μονοκρυσταλλικό πυρίτιο και πολυπυρίτιο, η ζήτηση για υλικά γραφίτη υψηλής καθαρότητας θα έχει ετήσιο ρυθμό ανάπτυξης 20% έως 25%. Επί του παρόντος, η βιομηχανία γραφίτη της Κίνας εξακολουθεί να βρίσκεται σε παγκόσμιο επίπεδο χαμηλού επιπέδου, τα προϊόντα είναι κυρίως πρώτες ύλες και προϊόντα πρωτογενούς επεξεργασίας, οι υψηλές ακαθαρσίες στο προϊόν το καθιστούν περιορισμένο σε λιγότερες εφαρμογές. Επομένως, αφενός, οι χαμηλές τιμές του γραφίτη της Κίνας έχουν οδηγήσει σε μεγάλο όγκο εξαγωγών. Αφετέρου, η εγχώρια αγορά χρειάζεται προϊόντα γραφίτη εξαιρετικά λεπτής υφής υψηλής καθαρότητας, τα οποία εισάγονται κυρίως από το εξωτερικό. Συνοπτικά, η διεξαγωγή έρευνας τεχνολογίας παραγωγής γραφίτη υψηλής καθαρότητας και η βελτίωση της ποιότητας των προϊόντων είναι πολύ σημαντική για τη βιομηχανία γραφίτη υψηλής καθαρότητας της Κίνας.

1 διαδικασία παραγωγής γραφίτη υψηλής καθαρότητας:

Η διαδικασία παραγωγής γραφίτη υψηλής καθαρότητας και η διαδικασία παραγωγής ηλεκτροδίων γραφίτη είναι διαφορετικές. Ο γραφίτης υψηλής καθαρότητας απαιτεί ισότροπα πρώτα υλικά, πρέπει να αλέσει τις πρώτες ύλες σε μια πιο λεπτή σκόνη, πρέπει να χρησιμοποιήσει τεχνολογία ισοστατικής συμπίεσης, ο κύκλος ψησίματος είναι μεγάλος, προκειμένου να επιτευχθεί η επιθυμητή πυκνότητα, απαιτεί πολλαπλούς κύκλους εμποτισμού – ψησίματος και ο κύκλος γραφιτοποίησης είναι επίσης πολύ μεγαλύτερος από τον συνηθισμένο γραφίτη

1.1 πρώτες ύλες

Οι πρώτες ύλες για την παραγωγή γραφίτη υψηλής καθαρότητας, συμπεριλαμβανομένων αδρανών, συγκολλητικών και υλικών εμποτισμού. Τα αδρανή συνήθως κατασκευάζονται από βελονοειδή οπτάνθρακα πετρελαίου και οπτάνθρακα πίσσας. Αυτό συμβαίνει επειδή ο βελονοειδής οπτάνθρακας πετρελαίου έχει χαμηλή περιεκτικότητα σε τέφρα (γενικά μικρότερη από 1%), είναι εύκολο να γραφιτοποιηθεί σε υψηλή θερμοκρασία, καλή ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα, μικρός συντελεστής γραμμικής διαστολής και παρόμοια. Με τον οπτάνθρακα πίσσας, ακόμη και ο γραφίτης που λαμβάνεται στην ίδια θερμοκρασία γραφιτοποίησης, έχει υψηλότερη αντίσταση και υψηλότερη μηχανική αντοχή, οπότε η γενική παραγωγή γραφιτοποιημένων προϊόντων, εκτός από τον οπτάνθρακα πετρελαίου, υπάρχει επίσης ένα ορισμένο ποσοστό οπτάνθρακα πίσσας προκειμένου να βελτιωθεί η μηχανική αντοχή του προϊόντος. Ο συνδετικός παράγοντας χρησιμοποιεί συνήθως πίσσα άνθρακα, είναι η διαδικασία απόσταξης πίσσας άνθρακα του προϊόντος, σε θερμοκρασία δωματίου για το μαύρο στερεό, χωρίς σταθερό σημείο τήξης. Σύμφωνα με τις διαφορετικές συνθήκες εξοπλισμού και τις τεχνολογικές απαιτήσεις κάθε επιχείρησης, το σημείο μαλακώματος της πίσσας πίσσας άνθρακα είναι από 50 °C έως 250 °C. Γενικά, επιλέγεται πίσσα άνθρακα υψηλής καθαρότητας ή υψηλής θερμοκρασίας για την παραγωγή προϊόντων γραφίτη υψηλής καθαρότητας. Το εμποτιστικό είναι ουσιαστικά το ίδιο με το συνδετικό. Απαιτείται να αυξηθεί η φαινόμενη πυκνότητα, η αδιαπερατότητα, η λιπαντικότητα, η αντοχή και άλλες ειδικές ιδιότητες του προϊόντος. Απαιτείται να προστεθεί το υλικό εμποτισμού μετά το ψήσιμο, τη γραφιτοποίηση ή τη μηχανική κατεργασία.

1.2 Ασβεστοποίηση / καθαρισμός

Επιλεγμένα αδρανή, επειδή η θερμοκρασία οπτάνθρακα ή η ηλικία του άνθρακα είναι διαφορετική, περιέχει νερό, ακαθαρσίες ή πτητικές ουσίες στην εσωτερική δομή σε κάποιο βαθμό. Εάν δεν αποκλείσουμε εκ των προτέρων αυτές τις ουσίες και τις χρησιμοποιήσουμε για την παραγωγή υλικού γραφίτη απευθείας, αυτό θα επηρεάσει την ποιότητα και την απόδοση του προϊόντος, επομένως θα πρέπει να κάνουμε τη διαδικασία ασβεστοποίησης ή καθαρισμού για το επιλεγμένο αδρανές. Η ασβεστοποίηση είναι θερμική επεξεργασία για μια ποικιλία στερεών ανθρακούχων πρώτων υλών σε απομονωμένες συνθήκες αέρα υπό υψηλή θερμοκρασία. Στο στάδιο ξήρανσης χαμηλής θερμοκρασίας, κυρίως για την αποβολή της υγρασίας. Στη φάση εκκένωσης πτητικών, κυρίως για την ολοκλήρωση της αποσύνθεσης των αρωματικών ενώσεων στις πρώτες ύλες και την ολοκλήρωση της συμπύκνωσης ορισμένων ενώσεων. Ο καθαρισμός είναι κυρίως για την απομάκρυνση ορισμένων ακαθαρσιών. Επί του παρόντος, η μέθοδος καθαρισμού του γραφίτη στο εσωτερικό και στο εξωτερικό είναι κυρίως επίπλευση, αλκαλικό οξύ, υδροφθορικό οξύ, χλωρίωση ψησίματος, υψηλή θερμοκρασία και ούτω καθεξής.

1.3 άλεση

Για την παραγωγή γραφίτη στερεών υλικών, αν και το μέγεθος του μπλοκ ασβεστοποίησης ή καθαρισμού έχει μειωθεί, αλλά το μέγεθος των σωματιδίων είναι ακόμα σχετικά μεγάλο και πτητικό, μη ομοιόμορφη σύνθεση, η ανάγκη να συνθλίψουμε τις απαιτήσεις μεγέθους αδρανών στα συστατικά. Το μέγεθος αδρανών γραφίτη υψηλής καθαρότητας είναι συνήθως να φτάσει τα 20μm. Επί του παρόντος, ένας κατακόρυφος μύλος κυλίνδρων χρησιμοποιείται για την άλεση της σκόνης που έχει μέσο μέγεθος σωματιδίων 10 έως 20 μm.

1.4 Σφαιρίδια

Η αλεσμένη σκόνη, η οποία είναι διασπειρόμενη και μη ομοιόμορφη. Πρέπει να αναμιχθεί με το συνδετικό πίσσας άνθρακα σύμφωνα με μια ορισμένη αναλογία και στη συνέχεια να τοποθετηθεί στη μηχανή ζύμωσης τύπου θέρμανσης για ανάμειξη και ζύμωση, ώστε το υλικό να κατανέμεται ομοιόμορφα και να κάνει το συγκολλητικό ομοιόμορφα και λεπτά τυλιγμένο στην επιφάνεια του σωματιδίου σκόνης και να διεισδύσει και να διεισδύσει στην επιφάνεια του σωματιδίου σκόνης.

1.5 Χύτευση

Επί του παρόντος, υπάρχουν πολλές μέθοδοι σχηματισμού άνθρακα, οι κύριες μέθοδοι είναι η χύτευση εξώθησης, η χύτευση, η χύτευση με δόνηση, η ισοστατική συμπίεση. Η παραγωγή γραφίτη υψηλής καθαρότητας χρησιμοποιεί τη μέθοδο της ισοστατικής συμπίεσης, έχει ψυχρή ισοστατική συμπίεση και θερμή ισοστατική συμπίεση. Η ισοστατική χύτευση είναι το υλικό που τοποθετείται στο μαλακό καλούπι, πυκνό, σφραγισμένο μετά το κενό, στον κύλινδρο ισοστατικής πρέσας, το καλούπι έξω από το υγρό στην ίδια πίεση από όλες τις κατευθύνσεις στο ρόλο του καλουπιού, πιέζεται σε κυλινδρικό ή ορθογώνιο προϊόν. Το προϊόν που λαμβάνεται έχει ισότροπη δομή και απόδοση, η οποία είναι το μεγαλύτερο πλεονέκτημα των προϊόντων ισοστατικού γραφίτη.

1.6 Ψήσιμο

Μετά την ασβεστοποίηση των προϊόντων άνθρακα, πηγαίνει στη διαδικασία ψησίματος, δηλαδή, κάνει τα μπλοκ πρώτων υλών σε περιβάλλον απομόνωσης, μετά τη θερμική επεξεργασία (περίπου 1000 °C), έτσι ώστε το συνδετικό να ανθρακωθεί σε οπτάνθρακα συνδετικού. Αυτή είναι μια αργή διαδικασία, ολόκληρη η διαδικασία χωρίζεται σε διάφορα στάδια, κάθε στάδιο μιας σειράς φυσικών και χημικών αντιδράσεων, συμπεριλαμβανομένης της επιφάνειας του ανθρακικού αδρανούς για να δημιουργηθεί ένα ορισμένο πάχος μεμβράνης συνδετικού, μετανάστευση υγρού συνδετικού, συμπύκνωση τριχοειδών ασφάλτου, αεριοποίηση και διάχυση επιφανείας.

1.7 Εμποτισμός

Ο σκοπός του εμποτισμού είναι να εμποτίσει τον παράγοντα εμποτισμού, όπως η λιωμένη άσφαλτος, στους μικροσκοπικούς πόρους που σχηματίζονται στο προϊόν κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ασβεστοποίησης και στους ανοιχτούς πόρους που υπάρχουν στα σωματίδια οπτάνθρακα αδρανών για τη βελτίωση της φαινόμενης πυκνότητας, της ηλεκτρικής αγωγιμότητας, της μηχανικής αντοχής, της χημικής διάβρωσης και ούτω καθεξής. Ο εμποτισμός πραγματοποιείται γενικά με εμποτισμό υπό πίεση, το προϊόν πρέπει πρώτα να προθερμανθεί και στη συνέχεια να αποαερωθεί υπό κενό στη δεξαμενή εμποτισμού, στη συνέχεια να προστεθεί η καλή πίσσα άνθρακα στη δεξαμενή εμποτισμού, η πίεση για να κάνει την άσφαλτο εμποτιστικού παράγοντα στο εσωτερικό

1.8 Γραφιτοποίηση

Η γραφιτοποίηση αναφέρεται στη διαδικασία θερμικής επεξεργασίας υψηλής θερμοκρασίας για την κατασκευή θερμοδυναμικά ασταθούς μη γραφιτικού άνθρακα με θερμική ενεργοποίηση σε γραφίτη. Τα ψημένα προϊόντα άνθρακα με γραφιτοποίηση υψηλής θερμοκρασίας 2000 ~ 2800 °C, η δομή στρώματος χαοτικού άνθρακα του πλέγματος ατόμων άνθρακα, σε μια τρισδιάστατη διατεταγμένη δομή στρώσεων, ενώ αφαιρούνται οι ακαθαρσίες. Οι μέθοδοι γραφιτοποίησης είναι η μέθοδος Acheson, η μέθοδος εσωτερικής θερμότητας, η μέθοδος επαγωγής ενδιάμεσης συχνότητας.