Grafit er meget udbredt i ny energi, elektronik, luftfart, rumfart, atomenergi og militærindustrier og hyldes som et afgørende råmateriale, der understøtter udviklingen af mit lands strategiske nye industrier i det 21. århundrede. Det er opført som en nøgleressource af lande og regioner som EU, USA og Australien. I halvlederindustrien anvendes grafitprodukter i vid udstrækning i høj-temperaturvarmebehandlingsudstyr såsom krystalvækstovne, karboniseringsovne og grafitiseringsovne. Grafitprodukter med høj-renhed, der anvendes i tredje-generations halvledersiliciumcarbid, omfatter grafitdigler til krystalvækst, grafitvarmere og grafitpulver; deres renhed spiller en afgørende rolle for kvaliteten af siliciumcarbidkrystaller.
Gennem teknologisk udvikling og iteration er grafitrensningsteknologier i øjeblikket klassificeret i fem kategorier: flotation, alkalisk-syremetode, flussyremetode, kloreringsristningsmetode og høj-oprensningsmetode.
Flotationsmetode:Flotationsmetoden bruges hovedsageligt til den indledende rensning af grafitmalm. Dets grundlæggende princip er at bruge hydrofobiciteten på overfladen af selve mineralpartiklerne eller at generere eller øge hydrofobiciteten efter behandling med flotationsmidler. Overfladen af grafit fugtes ikke let af vand og har derfor god flydeevne, hvilket gør den let at adskille fra urenhedsmineraler. Flotationsmetoden har fordelene ved lavt energiforbrug, og reagenserne kan delvist genbruges, men grafittens renhed er begrænset, og det er vanskeligt at rense igen. Der er et tab af grafitpulver under rensningsprocessen, og genvindingshastigheden er meget lav.
Alkalisk-syremetode:Grafit og natriumhydroxid blandes og omsættes ved 650 grader for at danne vanduopløselige hydroxidforbindelser og delvist vand-opløselige produkter, som vaskes med vand for at fjerne nogle urenheder; derefter blandes det alkali-smeltede produkt med en vis koncentration af saltsyreopløsning og reageres ved 60-90 grader for at omdanne urenhederne til opløselige chlorider, vaskes derefter med vand og tørres til sidst for at opnå et grafitprodukt med høj-renhed. Fordelene ved denne proces er, at udstyret er enkelt og nemt at implementere, engangsinvesteringen er lille, og det opnåede produkt er af en højere kvalitet; Ulemperne er stort energiforbrug, lang reaktionstid, alvorlig udstyrskorrosion, stort grafittab og alvorlig vandforurening.
Flussyremetode:Urenhederne i den rå malm omsættes med flussyre for at danne fluorid og fluorkiselsyre, som er letopløselige i vand. Urenhederne i den rå malm fjernes ved at vaske med vand for at opnå høj-grafit. Denne proces har høj effektivitet til fjernelse af urenheder, produkter af høj-kvalitet, lille indvirkning på grafitprodukters ydeevne og lavt energiforbrug. Men flussyre er meget giftig og ætsende, og der skal installeres et strengt sikkerhedsspildevandsrensningssystem under produktionsprocessen, hvilket kræver en stor investering i miljøbeskyttelse.
Klorristningsmetode:Bland grafit med en vis mængde reduktionsmiddel, rist det ved 1000 grader i en bestemt atmosfære, og tilfør klorgas til reaktion, så de værdifulde metaller i materialet omdannes til gasfase- eller kondenseret fase-chlorid og kompleks med et lavere smeltekogepunkt og undslipper, hvorved de adskilles fra de resterende komponenter for at opnå formålet med at rense grafit. Denne metode har lavt energiforbrug, høj rensningseffektivitet, høj genvindingsgrad og lave omkostninger. Klor er dog giftigt og ætsende for metalprodukter. Hvis det lækker, vil det forårsage alvorlig forurening af miljøet.
Højtemperatur rensningsmetode:Ved at udnytte det faktum, at smeltepunktet for grafit (3850 grader) er meget højere end kogepunktet for de urenheder, der er indeholdt i det, opvarmes grafitten til over 2700 grader, så urenhederne i grafitten fordampes først og undslipper for at opnå formålet med oprensning. Grafitprodukter med høj-renhed kan opnås gennem denne proces, men rensningsudstyr med høj-temperatur er dyrt, forbruger meget strøm, har en begrænset produktionsskala og lavt output.
Ud over de ovennævnte fem velkendte-grafitrensningsmetoder er der i de senere år, med den hurtige udvikling af tredje-generations halvlederteknologi, blevet født en ny type grafitrensningsmetode, nemligden fysiske og kemiske oprensningsmetode.
Den fysiske og kemiske oprensningsmetode er at placere de grafitprodukter, der skal renses, i en vakuumovn og opvarme dem. Ved at øge vakuumet i ovnen vil urenhederne i grafitprodukterne automatisk fordampe, når de når deres mættede damptryk. Derudover bruges halogengas til at omdanne oxiderne med højt smelte- og kogepunkt i grafiturenhederne til halogenider med lavt smelte- og kogepunkt for at opnå renseeffekten.