Grafito de alta pureza y su proceso de producción

Grafito de alta pureza con un contenido de carbono> 99,99%. El grafito de alta pureza tiene las ventajas de resistencia a altas temperaturas, resistencia a la corrosión, resistencia a los golpes térmicos,pequeño coeficiente de expansión térmica, auto lubricante, baja resistividad y fácil mecanizado, etc. se utiliza ampliamente en metalurgia, maquinaria, protección del medio ambiente, medicina, militar, aeroespacial y otros campos,Juega un papel muy importante en la economía nacional.La tasa de crecimiento anual promedio de la industria solar fotovoltaica mundial es del 40%, y China comparte el 70% del mundo.como el mayor productor mundial de energía solar fotovoltaica. esta industria consume en 2011 hasta 23.000 toneladas o más de material de grafito de alta calidad,La demanda de silicio monocristalino y de silicio policristalino para materiales de grafito de alta pureza tendrá una tasa de crecimiento anual del 20% al 25%En la actualidad, la industria del grafito de China todavía se encuentra en el nivel más bajo del mundo, los productos son principalmente materias primas y productos de procesamiento primario,Las altas impurezas en el producto lo limitan a menos aplicacionesPor lo tanto, por un lado, los bajos precios del grafito chino han dado lugar a un gran volumen de exportación; por otro lado, el mercado interno necesita productos de grafito ultrafinos de alta pureza,que se importan principalmente del extranjeroEn resumen, la investigación de la tecnología de producción de grafito de alta pureza y la mejora de la calidad del producto son muy importantes para la industria china de grafito de alta pureza.

1 proceso de producción de grafito de alta pureza:

El proceso de producción del grafito de alta pureza y el proceso de producción de electrodos de grafito son diferentes.necesidad de moler las materias primas en un polvo más fino, es necesario utilizar la tecnología de prensado isostático, el ciclo de horneado es largo, para lograr la densidad de deshidratación, requiere una impregnación múltipley el ciclo de grafitización es también mucho más largo que el grafito ordinario

1.1 materias primas

Las materias primas para la producción de grafito de alta pureza, incluidos los agregados, adhesivos y material de impregnación.Esto se debe a que el coque de petróleo en forma de aguja tiene un bajo contenido de cenizas (generalmente inferior al 1%), fácil de grafitar a altas temperaturas, buena conductividad eléctrica y térmica, pequeño coeficiente de expansión lineal y similares; con coke de petrolera,Incluso ese grafito obtenido a la misma temperatura de grafitización , tiene una mayor resistividad y una mayor resistencia mecánica, por lo que la producción general de productos grafitados, además del coque de petróleo,También hay un cierto porcentaje de coke para mejorar la resistencia mecánica del producto.El aglutinante utiliza generalmente alquitrán de carbón, es el proceso de destilación del producto al alquitrán de carbón, a temperatura ambiente para el sólido negro, sin punto de fusión fijo.De acuerdo con las diferentes condiciones de equipamiento y requisitos tecnológicos de cada empresa, el punto de ablandamiento del alquitrán de carbón es de 50 °C a 250 °C. Por lo general, se selecciona alquitrán de carbón de alta pureza o de alta temperatura para la producción de productos de grafito de alta pureza.El impregnante es esencialmente el mismo que el liganteSe requiere para aumentar la densidad de volumen, la impermeabilidad, la lubricidad, la resistencia y otras propiedades especiales del producto.con un contenido de aluminio superior o igual a 10%, pero no superior a 50%.

1.2 Calcinación / purificación

Los aglomerados seleccionados, debido a su temperatura de coqueo o edad del carbón es diferente, contiene agua, impurezas o materia volátil en la estructura interna en cierto grado.Si no excluimos estas sustancias, y utilizarlos para producir material de grafito directamente, esto afectará la calidad del producto y el rendimiento, por lo que debemos hacer el proceso de calcinación o purificación para el agregado seleccionado.La calcinación es el tratamiento térmico de una variedad de materias primas sólidas de carbono en condiciones de aire aislado a alta temperatura.En la fase de secado a baja temperatura, principalmente para excluir la humedad; en la fase volátil de la fase de descarga, principalmente para completar la descomposición de los compuestos aromáticos en las materias primas,y completar la condensación de ciertos compuestosLa purificación es principalmente para eliminar algunas impurezas. En la actualidad, el método de purificación del grafito en el país y en el extranjero es principalmente la flotación, ácido alcalino, ácido hidrofluórico, cloración tostado,alta temperatura y así sucesivamente.

1.3 fresado

para la producción de grafito de materiales sólidos, aunque la calcinación o purificación del tamaño del bloque se ha reducido, el tamaño de las partículas sigue siendo relativamente grande y volátil,composición no uniformeEn la actualidad, el tamaño del agregado de grafito de alta pureza suele alcanzar los 20 μm.se utiliza un molino de rodillos vertical para moler el polvo con un tamaño medio de partículas de 10 a 20 μm.

1.4 Pellet

el polvo fresado, que es dispersible y no uniforme. It needs to be mixed with the coal tar pitch binder according to a certain proportion and then put into the heating type kneading machine to mix and knead to make the material evenly distributed and make the adhesive evenly and thinly wrapped on the surface of the powder particle and penetrate and infiltrate into the surface of the powder particle .

1.5 Moldeado

En la actualidad, hay muchos métodos de formación de carbono, los métodos principales son el moldeo por extrusión, el moldeo, el moldeo por vibración, el prensado isostático.Producción de grafito de alta pureza mediante el método de prensado isostáticoEl moldeado isostático es el material colocado en el molde blando, denso, sellado después del vacío, en el cilindro de prensa isostática,el molde fuera del líquido a la misma presión desde todas las direcciones en el papel del moldeEl producto obtenido tiene una estructura y un rendimiento isotrópicos, que es la mayor ventaja de los productos de grafito isostático.

1.6 Horneado

Después de la calcinación de los productos de carbono, pasa al proceso de horneado, es decir, hacer los bloques de materia prima en un entorno aislado, después del tratamiento térmico (aproximadamente 1000 °C),para que el ligante se carbonice en coque de liganteSe trata de un proceso lento, todo el proceso se divide en varias etapas, cada una de ellas una serie de reacciones físicas y químicas.incluida la superficie de agregado de carbono para generar un cierto grosor de la película aglutinante, la migración de líquidos de aglutinantes, la condensación capilar de vapor de asfalto, la gasificación y la difusión superficial.

1.7 Impregnación

El objetivo de la impregnación es impregnar el agente impregnante, como el asfalto fundido,en los pequeños poros formados en el producto durante el proceso de calcinación y en los poros abiertos existentes en las partículas de coque agregado para mejorar la densidad de volumenLa impregnación se realiza generalmente mediante impregnación a presión, el producto debe precalentarse,y luego desgasificación al vacío en el tanque de impregnación, a continuación, añadir el buen tanque de impregnación de alquitrán de carbón, la presión para hacer impregnante agente de asfalto en el interior

1.8 Grafitización

La grafitización se refiere al proceso de tratamiento térmico a alta temperatura para hacer carbono no grafito termodinámicamente inestable mediante activación térmica en grafito.Productos horneados con carbono mediante grafitización a altas temperaturas a 2000 ~ 2800 °C, el producto de carbono estructura de la capa caótica de la red de átomos de carbono, en una estructura en capas ordenada tridimensional, mientras que la eliminación de impurezas.método de serie de calor interno, método de inducción de frecuencia intermedia.