細鱗片石墨的提純研究

本 科 畢 業 論 文（wén）（設 計）




題目：細鱗（lín）片石墨的（de）提純（chún）研（yán）究




姓 名： 學 號：

院（係）： 材（cái）料科學與化學學院 專 業（yè）： 材料科學與工程

指導教師： 職 稱： 教授

評 閱 人： 職 稱（chēng）：








年 月

摘 要
石墨是碳的層狀結（jié）晶（jīng）礦物之一，具有自潤滑、導電和耐高溫等多（duō）種獨特的物理化學性質。采用高（gāo）新技術處理石墨，不但可以擴張石墨固有的性質（zhì），還可賦予石（shí）墨新的優異性。石墨產品不但被廣泛應用於重化工業，在電子工業和清潔能源等高新技術產業的應用也正逐漸（jiàn）增（zēng）加。膨脹石墨等高新技術石墨產品不斷被研究（jiū）開發應用，不但使石墨應用範圍擴展（zhǎn），也（yě）使得（dé）許（xǔ）多工業產品性能（néng）更優（yōu）更好。雖然終端工業產品外表不見石墨，但是，從電（diàn）池、到汽車及（jí）核電站，都有石墨（mò）產品在發揮（huī）輔助作用。這些高（gāo）新產業所用的石墨（mò）純度都要求在（zài）99%以上。
以福建大田縣（xiàn）產細鱗片石墨(含碳量為88%～90%) 為原料，通過堿酸法使其含碳量大大提高，其最佳工藝條件為：堿熔溫度550℃，時間90 min ，NaOH與石墨質量比（bǐ）32.16%，NaOH溶液濃度35% ，酸浸溫度（dù）70℃，酸浸時間2h， HCl用量10ml，HCl濃度為（wéi）3%,在此條件下所製石墨純度可（kě）達98.149 %。
　　










關鍵字：石墨（mò）；化學提純；堿酸法













Purification of the finely squamose graphite
Candidate： Haifang LUO Tutor： Xinrong LEI
Major： Material Science and Engineering
(China University of Geosciences)

Abstract

The graphite is one of carbon layered crystallization minerals， which has many kinds of unique physicochemical properties such as the self lubrication, the electric conduction and thermo stability and so on. Using high technique to treat the graphite, we may not only expand the graphite inherent properties， but also endow with graphite new predominance. The graphite products are widely applied in the chemical industry in the high and new technology industry such as electronics industry and using in clean energy also gradually increasing. High and new technology graphite products such as inflation graphite are unceasingly studied, which expands the scope of the graphite application, as well as causes many manufactured products performance to be more superior and better. Although we can not see the graphite in the surface of the terminal manufactured products, the graphite is playing auxiliary function in the battery, the automobiles and the nuclear power station. The graphite products used in these high new industries request graphite purity above 99%
In this article we use the finely squamose graphite produced in Datian County , Fujian (carbon content of 88% to 90%) as the raw materials, and greatly improve its fixed carbon content through chemical methods, the optimum conditions as follows: in the alkali fusion process, the condition being: 550 ℃, 90 min, NaOH-to- graphite ratio 32.16%, NaOH solution concentration 35 %. In the alkaline leach process, acid leaching time is 2h, the amount of HCl is 10 ml, HCl concentration is 3%, in this condition the purity of graphite can up to 98.149 %.

Keywords：Graphite; Chemically purification; Alkiline Acid method











目 錄

第（dì）一章 緒 論 5
§1.1 石墨簡述 5
§1.2 石墨的結構 5
§1.3 石墨的性質 6
§1.4 石墨的用（yòng）途 6
1.4.1 石墨在電子行業（yè）中的應用 6
1.4.2 石墨在潤（rùn）滑領域中的應用 7
1.4.3 石墨用於合成人（rén）造金剛石 7
§1.5 石墨的應用前景 7
§1.6 石墨的（de）提純（chún）方法 8
1.6.1 浮（fú）選法提（tí）純 8
1.6.2 石墨的化學法除雜 8
1.6.3 高溫法提（tí）純石墨 10
1.6.4 石墨提純方法的優（yōu）缺點比（bǐ）較 11
第二章 石墨提純的研（yán）究思路 12
§2.1 實（shí）驗原料 12
2.1.1 石墨原礦的SEM分析 12
2.1.2 石墨原礦化學成分分析 12
2.1.3 物相分析 12
§2.2 儀器與試劑 13
§2.3 實驗流程與步驟 14
2.3.1 實驗流程 14
2.3.2 實驗步驟 14
§2.4 檢測方法 14
第三章（zhāng） 實驗結果與分（fèn）析 15
§3.1 NaOH溶（róng）液濃度對石墨純度的影響 15
§3.2 NaOH用量對石墨純（chún）度的影響 15
§3.3 堿熔溫度對石墨純度的影響 16
§3.4 堿熔時間對石（shí）墨純度（dù）的影響 17
§3.5 HCl濃度對石墨純度的影響 18
3.5.1 酸的選擇（zé） 18
3.5.2 實驗內容 18
§3.6 HCl用量對石墨純度的（de）影響 19
第四章 結 論 21
致 謝 22
參考文（wén）獻 23


第一章 緒 論

§1.1 石墨簡（jiǎn）述
石墨是碳的層狀結晶礦物之一，具有自潤滑、導電和耐高溫等（děng）多種獨特的物理化學性質。由於結晶程度的不（bú）同（tóng），石墨分為（wéi）鱗片狀石墨和隱晶（jīng）石墨。前者是（shì）一種大顆粒結晶石墨，呈明顯的片狀（zhuàng）或板狀（zhuàng），後者呈（chéng）塊狀集合或粉（fěn）末狀，隱晶石墨通（tōng）常也稱為微晶石墨（mò）或土狀石墨。鱗片狀石墨品位一般較低，固定碳含量(CGD%)一（yī）般不超過10%，局部特（tè）別富集（jí）地（dì）段的石墨礦則（zé）可達20%或更多，其（qí）可選性好（hǎo），浮選礦品位可達（dá）85%以上，石墨質量好（hǎo），工業用途（tú）廣，是目前最有價值的一種（zhǒng）石墨類型。與石墨伴生（shēng）的礦物常有（yǒu）雲母、長石、石（shí）英、透閃石、石榴子石和少量黃鐵礦、方解石等，有時伴生金紅石和釩等有（yǒu）用組分。隱晶石墨原（yuán）礦呈微晶（jīng）集合體產出，隻（zhī）有在電（diàn）子顯微鏡下（xià）才能觀察到其晶（jīng）形。礦石多呈致密塊狀，固定碳含量高達60%～80%，甚至90%以上，可選（xuǎn）性差，礦石中雜質礦物(石英、方解石等)難以分離，因（yīn）此其工業應用不如鱗片狀石墨那樣（yàng）廣泛，市場售價也（yě）較低。如何克（kè）服這些不足，使隱晶石墨更好地得（dé）到（dào）利用，是當前（qián）材料（liào）科學界關注的熱點問題（tí）。
§1.2 石墨的結（jié）構
石墨每個（gè）碳原子（zǐ）的周邊連結著（zhe）另外三個碳原子，排列方式呈蜂巢式的多個六邊（biān）形。屬六方晶係，具完整的層狀解理。解理麵以分子鍵為主，對分子吸引力較弱，故其天然可浮性（xìng）很好。由於每個碳原子均會放出一個電子，那（nà）些（xiē）電子能夠自由移動，因此石墨屬於導電體。
碳原子層的堆積方式主要有兩種，層與層間以範德華力結合：石墨的一種結（jié）構是（shì）以ABAB…的順序重複，這種石墨具有六方晶係的對稱性，稱為六方石墨，又稱為α-石墨，其結構如（rú）下圖所示。另一種結構是以ABCABC的順序重複堆積，這種石墨（mò）具（jù）有三方晶係的對稱性，稱為三方石墨，又稱β-石墨，其結構如圖（tú）1-1所示。三方石墨的晶（jīng）胞參數a=0.3635nm，α＝39°3′。

圖1-1 石墨晶體空間結構
自然界中純（chún）淨的石墨是（shì）沒有的，其中往往含有（yǒu）SiO2、A12O3、FeO、CaO、P2O5、CuO等雜質。這（zhè）些雜質常（cháng）以石英、黃鐵礦、碳酸鹽等礦物形式出現。此外，還有水（shuǐ）、瀝青、CO2、H2、CH4、N2等氣體部分。
§1.3 石墨的性質
石墨由於其（qí）特殊結構（gòu），而具有如下特殊性質：
1）耐高溫型：石墨的熔點為3850±50℃，沸點為4250℃，即使經超高溫電弧灼（zhuó）燒（shāo），重量的損失很小，熱（rè）膨脹係（xì）數也很小（xiǎo）。石墨（mò）強（qiáng）度隨溫度提高而加強，在2000℃時，石墨強（qiáng）度提高一倍。
2）導電、導熱性：石墨的導電性比一般非金屬礦高一（yī）百（bǎi）倍。導熱性（xìng）超過鋼、鐵、鉛（qiān）等金屬材（cái）料。導熱係（xì）數隨溫度升高而降低，甚至（zhì）在極高的（de）溫度下，石墨成絕熱體。 石墨能夠導電是因為石墨中每個碳原子與其他碳原子隻形成3個共價鍵，每個碳原子仍然保留1個自由電子來傳輸電（diàn）荷。
3）潤滑性（xìng）：石墨的潤滑性能取決於石墨鱗片的大小（xiǎo），鱗片（piàn）越大，摩擦係數越小，潤滑性能越好。
4）化學穩定性：石墨在常（cháng）溫下有良好的化（huà）學穩定性，能（néng）耐酸、耐堿和耐有（yǒu）機溶劑的腐（fǔ）蝕。
5）可塑性：石墨的韌性好，可壓製成很（hěn）薄的薄片。
6）抗熱震性：石墨在常溫下使用時能經受住溫度的劇烈（liè）變化（huà）而不致破壞，溫度突變時，石墨的體積（jī）變（biàn）化不大，不（bú）會產生裂紋。
§1.4 石墨的用途
1.4.1 石墨在電子行業中的（de）應用
電子產業是（shì）高新技術石墨產品的主要市場（chǎng）。采（cǎi）用高新技術生產的改良（liáng）石墨用於電子產（chǎn）品冷卻係統可使電子產品快速散熱，如液晶顯示器；超純石墨（mò）用於（yú）鋰離子電池和堿性電池電極可提高導電率，超純（chún）膨脹石墨箔用（yòng）於燃料電池電（diàn）極板可提高導電率減輕重量等。專（zhuān）家估計，世界堿性電池年總需求增長（zhǎng）4%～5%，鋰離子電池年總需求增長6%～8%，由此預計，超純石（shí）墨在電池產業的消費量將迅速增長。燃料電池是超純石墨最有遠景的消費領（lǐng）域，全球氣候變暖正威脅著人類（lèi）社會可持續發展，多數國（guó）家正努力研（yán）究開發（fā）使（shǐ）用清潔（jié）能源，以（yǐ）減少二氧化碳排放。燃料電池正是一種高效清潔能源，一旦生產成本降低到市場可接受範圍，燃（rán）料電池（chí）的需求量將是巨大的，有理由相信能源市場對超純膨脹石墨的需求量比較大。國（guó）外谘（zī）詢公司Roskill估計，短期內，世界燃（rán）料電池（chí）用超純膨脹石墨的需求量為（wéi）1.5萬噸。
電子行業方麵的應用還包括我們所熟知（zhī）的各種電碳石墨產品，包括電極、電刷、碳棒、碳管、陽極板、石墨墊圈以及無（wú）電（diàn）感傳導塗敷劑、電接觸器填充劑（jì）、各（gè）種陰極射線顯像管塗層等作為（wéi）電的良（liáng）導體。石墨為電子行業的發展提供了契機：老式的記錄儀是讓可動觸（chù）頭和線繞滑線電阻絲直接（jiē）接（jiē）觸，常引起觸頭發毛（máo），不可避免地產生噪（zào）聲，嚴重影響測量精度和可靠性，同時也縮短了使用壽命。為了克服上述缺點，新一代（dài）的記錄儀是在繞線式滑線電（diàn）阻（zǔ）上塗敷（fū）一層添加了石墨的有機導電膜（mó）。

1.4.2 石（shí）墨在潤滑（huá）領域中的應用（yòng）
石（shí）墨在潤滑劑領域中的應用，包括幹粉石墨潤滑劑、水係潤滑劑、油基潤滑劑等類型。借助於石墨粉（fěn）劑良好的成膜性，人們曾利用直接塗擦（cā）、滾（gǔn）塗等方法使石墨微粉在潤滑工件表麵形（xíng）成幹粉膜，實現低速輕（qīng）負荷運轉設備的潤滑；利用石墨粉劑的飛揚性，還可以（yǐ）實現封閉（bì）式齒輪減速箱的（de）粉（fěn）末（mò）飛濺（jiàn）潤滑。把石墨粉（fěn）末（mò）用汽油或酒精調和，應用於橋式吊車火線滾輪的潤滑，既保（bǎo）證了滾輪的導電性能，又改善了輪軸間的潤滑條件，使火線滾（gǔn）輪的壽（shòu）命提高了三倍（bèi）。在無縫鋼管的製造中以（yǐ）及（jí）鋼（gāng）絲幹式（shì）拉（lā）拔（bá）生產的潤滑中，以（yǐ）石墨組成的多元複合劑，可防止1000℃高溫及重載負荷（hé）等苛刻條件造成的接觸麵燒（shāo）結，保證生產的正常進行。
1.4.3 石墨用於合成人造金剛（gāng）石
由於天然金剛石（shí）的儲量少且在世界儲量分布極不均勻，因此大顆粒的金剛（gāng）石的價值（zhí）極高，純淨的（de）大顆粒天然金剛石被稱為鑽石。另外，它是目前存在於地球上的硬度最高的晶體(莫氏硬（yìng）度10)，用它可以（yǐ）切削打磨其他任何堅硬的物質，因此礦山、機械工業中廣泛（fàn）使用金剛石切削金屬、鑽探岩石（shí）。另外，由於鑽石具有最高的硬度，因（yīn）此用於加（jiā）工鑽石的磨料目前（qián）為止隻能用金剛石。目前，大量（liàng）的天然（rán）(純度、粒度不夠作為寶石級金剛石)、合成金剛石應（yīng）用於機械、硬質合金、采礦、鑽探等領域。而應用於首飾和切（qiē）削刀具、鑽頭、磨料的金剛石遠遠超出了世界天然金剛石的年產量，因此金剛石的缺口很大，大量的金剛石需要人工合（hé）成，這使得用（yòng）石墨作為原料合成金剛石的（de）研究蓬勃開展。目前，人工合（hé）成金剛石（shí）的工藝已趨於（yú）成熟，各種工藝合成的金剛石已經在很大程（chéng）度上滿足了各個領域（yù）對於金剛石的需求。
人（rén）工合成金剛石需要高壓（yā）技術，這（zhè）是（shì）由金剛石和石墨的熱力學性質決定的。在（zài）常溫常壓下，石墨比金剛石穩定：石（shí）墨燃燒熱為393.51kJ/mol，金剛石則（zé）為395.41 kJ/mol。粗略計算表明，石（shí）墨轉化成金剛石（shí）需要的壓力大約為1.5×1010Pa，因此人工合成金剛石（shí）的主要技術是高壓（yā）技術（shù）。20世紀50年（nián）代，經過實驗已經成功地將石墨轉（zhuǎn）變成了金剛石。由於（yú）高壓技術的發展，還探索出了利用熔（róng）融金（jīn）屬(Ni、Cr、Mn、Fe、CO等)作催（cuī）化劑（jì），在0.5～l×1010Pa高壓（yā）和923~2123℃高溫下人工合成金剛石的技術。目前工業上合成金剛石的方法主要有靜壓法和衝擊波法。在合成較大（dà）顆粒金剛石（shí）方麵，現在廣泛采用的是晶（jīng）種法（fǎ）：在高（gāo）壓高溫下(6×1010Pa，1527℃)在幾（jǐ）天時間內使它生長為粒（lì）度為幾個毫米，重達（dá）幾個（gè）克拉的寶石級人造金剛石。盡管目（mù）前這種合成金剛石還不能完（wán）全代替天然金剛石，然而可（kě）以預料不久的將來，隨著合成金剛石技術取得更大的進步，合成金剛石一定能夠滿足各行業對於金剛石產品的愈來愈大的需求。
§1.5 石墨的應用前景
石墨產（chǎn）品的新用途被（bèi）不斷開發，由於石墨熱處理技術的發展（zhǎn），使這些新機會的（de）出現成為可能。人們對石墨及其（qí）碳產品的純化及改性的（de）能力是未來石墨工業是否增長的關鍵。
最近美國和法（fǎ）國的科學家利用石墨層製造出電子回（huí）路與集成電路的原理模型，有研究人員（yuán）相信，石墨層碳納米管及石墨層電路有應用的可（kě）能。改進新型高純度的石墨產品正在某些新領（lǐng）域中得到應用。如高導電的，石墨化（huà）的碳正（zhèng）實驗用於可加熱瀝青鋪成的機場跑（pǎo）道和橋梁磨擦材料，石墨箔，電子工業和潤滑劑等。機場跑道（dào）實驗初步證明，加熱瀝青（qīng）的使用可以每小時融化（huà）50mm的積雪（xuě），這種融化速度幾（jǐ）乎在任何降雪（xuě）條件下（xià）都可以防止積雪。這種瀝青的使（shǐ）用使機場跑（pǎo）道在暴風雪條件下仍能使用，使道路橋梁避免於積雪和結冰而減少交通事故。
石墨技術應用領域擴（kuò）大的例子還有是一種新型的純化的合成石墨（mò），這種石墨為製動工業的原材料。石（shí）墨也可作為摩擦改良劑而用於刹車，它的作用（yòng）是提（tí）供（gòng）潤（rùn）滑，使（shǐ）車輛在刹（shā）車時，可（kě）控製的狀態下（xià）停止而（ér）不是突然停止。普通合成石墨中存在的SiC是一個嚴重的（de）問題。隻要有一顆就可劃傷價值200美元的（de）刹車器轉子而使其失去（qù）功效。在高溫下純化石（shí）墨（mò）可以去除其中的SiC。
現在，石墨礦物正在被繼續探索研究，預（yù）計新用途石墨產品會不斷（duàn）被研究開發出來，石墨的（de）應用（yòng）前景不可限量。
§1.6 石墨的提純方法
1.6.1 浮選法提純
天然鱗片狀石墨的品位一般隻有1.5%～10%，由於其可浮性好，因此該種石墨的富集主要（yào）是浮（fú）選（xuǎn）。浮選（xuǎn）石墨精礦品位可達（dá）95%，通常為79%～90%。由（yóu）於矽酸鹽（yán）礦（kuàng）物浸（jìn）染在石墨（mò）鱗片中，用（yòng）選礦方法（fǎ）進一步富集比較困難，因此必須（xū）采用化學法（fǎ）或熱力方（fāng）法進一步除去石墨中的雜質。
隱晶石墨（mò）的品位一般較（jiào）高，可（kě）達50～60%，個別礦山可產出品（pǐn）位在90%以上的高品位隱晶石墨（mò），但由於該種石墨礦可選性差，一（yī）般選礦工藝隻能有限提高其品位，因此隱（yǐn）晶石墨通常采用化學提純法除掉石墨中的雜質（zhì），得到純度較高的石墨。用（yòng）物理選礦方法處理隱晶（jīng）石墨效（xiào）果不好，精礦品位不夠高，石墨的回（huí）收率也很低，因此現代工業中需要的高碳隱晶石墨產品一般為化學法（fǎ）提（tí）純隱晶石墨原礦來製取，必要時還可以采（cǎi）用熱力學法以取得更高純度的石墨產品。另外，一些結晶（jīng）程度低、粒度較細（xì）的鱗片狀石墨（mò）可能發生鱗片彎曲、扭折以至於片狀結構（gòu）被破壞的現象，大大（dà）降低了石墨的可（kě）選性，盡管這樣的（de）石墨原礦符合鱗片狀石墨的結（jié）構特性，仍（réng）普遍采用化學提純法提高（gāo）品（pǐn）位。
1.6.2 石墨的化學法除雜（zá）
石墨提（tí）純的化學法是利用強酸、強堿或其他化合物作用於石墨中的雜質，使其轉變為可溶於水的物質，經水洗烘幹即得最終產品。常用的方法有堿酸法（fǎ）、氯化焙燒法、氫氟（fú）酸法等。
1.6.2.1 堿酸法
堿酸法(高溫熔融法)是化學提純的主要方法，也是目前比較成熟的（de）工藝。微晶石墨中礦物雜質（zhì）多（duō），化（huà）學處理的目的應是除去這些雜質的氧化物（wù），如SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaO等。在600℃左右的（de）高溫鍛燒時，微晶石墨中的雜質礦物可以分解變成氧化物，控製一定（dìng）的燒堿用量和（hé）工藝參（cān）數，能（néng）使大部分矽除（chú）去，對於其他氧化物，可用鹽酸與其反應（yīng）形成（chéng）可溶性（xìng）鹽而將其除去。
從礦（kuàng）物學角度看，石墨中的石英和高嶺石較容易脫除，石（shí）英溶於堿，高嶺石轉化為（wéi）水（shuǐ）化鋁矽酸鈉，這類物質都具有不溶於（yú）水而溶於鹽酸的特性，有利於石墨的脫（tuō）灰。石英與堿反應生（shēng）成的矽酸鈉Na2O • mSiO2，隻要控製一定的（de）溫度，就可形成低模數可溶於水的（de）矽（guī）酸鈉，而其它鹽則可溶（róng）於鹽酸，反應物用水洗（xǐ）滌，就可達提純之目的。
堿熔反應如下：
2NaOH+ mSiO2→Na2O • mSiO2 +H2O(氣)
2NaOH+ mSiO2 + n Al2O3→Na2O • mSiO2 • n Al2O3+ H2O(氣)
2NaOH+ mSiO2 + n Fe2O3→Na2O • mSiO2 • n Fe2O3+H2O(氣)
2NaOH+ mSiO2+ n Fe2O3+ n Al2O3→
Na2O • mSiO2 • n Fe2O3 • n Al2O3+ H2O(氣)
該過程中生成的鐵矽酸鈉（Na2O • mSiO2 • n Fe2O3）、鋁矽酸（suān）鈉(Na2O • mSiO2 • n Al2O3)及鐵鋁矽（guī）酸鈉（Na2O • mSiO2 • n Fe2O3 • n Al2O3）的固溶體在水中的溶解度較小，但卻（què）能較容易地溶於酸中形成（chéng）可溶的鹽而被（bèi）除去。
在酸浸過程中，應嚴格控製（zhì）不讓矽酸鈉（nà）形成矽酸，因為Na2SiO3在酸液中，生成的H2SiO3 (偏矽酸)在放置或改變條件(如加（jiā）酸或加入電解質)時，就逐漸縮（suō）合形成多矽酸的膠體溶液(即矽酸溶膠)或生成含水量較大，而且（qiě）透明有彈性的矽（guī）酸凝膠，難於根除。
酸浸反應（yīng）如下：
Na2O • mSiO2+2（m+1）HCl→mH2SiO3+2NaCl
Na2O • mSiO2 • k Fe2O3• n Al2O3+[6(k+n)+2m] HCl→
mH2SiO3 +2nAlCl3+2kFeCl3+2NaCl+3(k+n) H2O
酸浸後（hòu）反應物用水洗滌（dí），就可達到提純的目的，影響提純效果的主要因素有配（pèi）料、焙燒溫度與時（shí）間、水洗強度等。
總的說來，在石墨中的雜質是一係列含鋁、矽、鐵、鈣、鎂、硫的複雜化合物，這些雜質中隻有少量具有水溶（róng）性，絕大多數（shù）需要通過焙燒、酸浸等過程，與各種試劑發生作用生成可溶性物質，從（cóng）而與石墨之間相互粘結、鍥合、穿插的固相難分離物轉化為可溶於水（shuǐ）的物相，然後通過洗滌，完成與石（shí）墨（mò）的分離，最終達到生產高純石墨的目的。
1.6.2.2 氯化焙（bèi）燒法
氯化焙燒法是將細石墨粉摻加一定量還原劑，在高溫和特定氣（qì）氛下焙燒，再通入（rù）氯氣進行化學反應，生成氣相或凝聚相的氯化物及（jí）絡合物逸出，從而達到（dào）提純石墨的目（mù）的。
SiO2+2Cl2→SiCl 4+CO2
2Fe2O3+6Cl2→4FeCl3+3CO2
2Al2O3+6Cl2+3C→4AlCl3+3CO2
石墨中的雜（zá）質在高溫時可以分解成氧化物，如SiO2, Fe2O3, Al2O3,MgO，這（zhè）些（xiē）氧化物的熔沸點較高(見表（biǎo）1-1)。
表1-1 石墨（mò）中主要氧化物的熔沸點
氧化物 Al2O3 Fe2O3 SiO2 MgO CaO
熔點/℃ 2050 1560 1710 2800 2576
沸點（diǎn）/℃ 2980 2230 3600 2850
在一定高（gāo）溫和氣氛下（xià）通入氯氣後發生氯化（huà）反應，使氧化物轉變成熔沸點較（jiào）低的氯化（huà）物。由表1-1可知，MgCl2、CaCl2熔沸點較高，但是在高溫下可與其它三價（jià）金屬氯化物生成沸點低於1000℃的（de）金屬絡合物，例如生成CaFCl、KMgCl3.這些金屬絡合物開始以（yǐ）氣態排出，但（dàn）很快因溫（wēn）度降低而變成凝聚（jù）相，可以利（lì）用此特性進行廢氣處理。這（zhè）樣，在不太高的（de）溫度下，這些氯（lǜ）化物就會氣化逸出（chū），雜質就被排除在石墨體係之外時石墨就被提純。
氯化焙燒法（fǎ）具（jù）有（yǒu）節能、提純效率高(≥98%)、回收率高等優點，但尾氣難處理，汙染嚴重、對（duì）設備腐蝕嚴重、氯氣成本也較高等（děng）缺點限製了該方法的推廣應用。
1.6.2.3 氫氟酸法（fǎ）
任何矽酸鹽都可以（yǐ）被氫氟酸溶（róng）解，這一性質使氫氟酸成為處理（lǐ）石墨中難溶礦物的特效試劑；自1979年以來，國內外相繼開發了氣態氟化氫和（hé）液態氫氟酸體係的酸法（fǎ）和氟化銨鹽體係的淨化新工藝。這（zhè）一係列方法（fǎ）被統稱為氫氟酸法。
液態氫氟酸法是利用石墨中的雜質和HF反應（yīng）生成溶於水的化合物（wù）及揮發（fā）物（wù），然後（hòu）用水衝洗即可除去雜質。提純時把試樣與一定比例的氫氟酸（suān）在預熱後一起加入到帶攪拌器的反應器中，待充分潤濕（shī）後計時攪拌，反應器溫度由（yóu）恒溫器控製，到達指定時（shí）間後及時脫除多餘（yú）的酸液，濾液（yè）循（xún）環使用，濾餅經熱水衝洗至中性後脫水烘（hōng）幹即得產品。所用浸取劑有氫氟酸，混合酸及廢酸三部分。
氫（qīng）氟酸幾乎同石（shí）墨中所有的雜質礦物（wù）質反應，對灰分的（de）脫除率超過（guò）70％。隨反應條件的強（qiáng）化，脫灰效果提高，脫灰率達到（dào）78%，反應達到一定程度後，再提高反應（yīng）強度，並不能明顯提高脫灰率，主要原因是HF在反應過程中生成部分沉（chén）澱如CaF2，MgF2等，沉積物的覆蓋阻止了反應的進一步進行。
為解決上述問題，在氫氟酸中加入少量的可（kě）以溶解上述（shù）氟（fú）化物沉澱的（de）酸類構成混合（hé）酸，如（rú）稀鹽酸，硝酸或硫酸等（děng）。可以近一步除去Ca，Mg，Fe等（děng）雜（zá）質元素的化合物。用化學（xué）方程式表示（shì）上述（shù）過程：
Na2O+2HF→2NaF+H2O
K2O+2HF→2KF+ H2O
SiO2+4HF→H2SiF6
CaO+2HF→CaF2↓+ H2O
Al2O3+6HF→2AlF3+3H2O
MgO+2HF→MgF2↓+ H2O
Fe2O3+6HF→2FeF3↓+3H2O
當有混合酸存在時，同時進行如（rú）下反應：
CaF2 +H2SiF6→CaSi6+2HF
MgF2+ H2SiF6→MgSiF6 +2HF
2FeF3 + 3H2SiF6→Fe(SiF6)3 +6HF
當有鹽酸或稀硝酸存在時，難溶的氟化物溶解度大大（dà）增加。氫氟酸和混合酸在常溫常壓下幾乎可以溶解全部的礦物質（zhì），是一種較理想的去除礦（kuàng）物質的化學脫灰劑（jì）。
1.6.3 高溫法提純石墨
石墨的一個重要性質就是具有（yǒu）高的熔點和沸點，石墨是自然界中熔點最高的物質（zhì）之一(升華（huá）點：3850±50℃)，而矽酸鹽礦物（wù）的沸點都（dōu）在2750℃(石英沸點（diǎn）)以下，因此理論上認（rèn）為，隻（zhī）要將石墨加熱到2700℃以（yǐ）上就可（kě）以利用雜質沸點（diǎn）低的性質（zhì），使它（tā）們率先氣化而脫除，保溫（wēn）一（yī）定時（shí）間後，就可（kě）以將所有雜質除掉，這就是高溫法提純石墨的理論基礎。
將高碳石墨粉直接裝爐石墨化提純或把石（shí）墨裝入坩鍋內石墨化提純，利用高溫下天然石墨中灰分大都能汽化逸出以及石墨耐高溫的性質、石墨坩鍋具有良好導電導熱、耐（nài）高溫特性(因石墨坩鍋的灰分經過2700℃以上高（gāo）溫氣化逸出)而采取的（de）一種純化（huà）方法（fǎ），故高溫石墨化（huà）提（tí）純成為今後碳素生產廠家采取的一種有效提純方法。
1.6.4 石墨提純（chún）方法的優缺點比較
盡管浮選法是一種較常（cháng）用的（de）方法，它是礦物（wù）常規提純方案中能耗和試（shì）劑消耗最少、成本最低的一種，這是選礦（kuàng）法提純石墨的最大優點（diǎn）。但（dàn）使用選礦（kuàng）法提純隱（yǐn）晶墨時隻能（néng）使石墨的品位得到有限的提高，對（duì）於鱗（lín）片狀石墨，浮（fú）選後的精礦品常為80～90%，高者（zhě）可（kě）達95%左右，而進一步提商品位卻是非常困難的。原矽酸鹽礦（kuàng）物和K、Na、ca、Mg、Al等元素的化合（hé）物呈極細狀態浸染在石墨鱗片中，再用多段磨礦非但不能將其（qí）單體解離，而（ér）且不（bú）利於保護石墨大鱗片。因此，采（cǎi）用浮選的方法進一步提高石墨品位是很有限度的。若要獲得含碳量99%左右的高碳（tàn）石墨，須用化學方法提純石墨。
化學提純（chún）法的優點為：化（huà）學法提純可使隱晶石墨含碳量達99%以上，具有一次性投資少，產品品位（wèi）較高以及適應性（xìng）強等特（tè）點。酸堿法是現今在我國應用最廣泛的方法，它除了具有以上提到的化學提純法的固有特點外，還具有設備易實現、通用性強(除石（shí）墨（mò）外，許多非（fēi）金屬礦的（de）提純（chún）都（dōu）可（kě）以采用堿酸法)的優點，其缺點則是生產成本高、石墨（mò）流失量大以及廢水汙染嚴重（chóng）。
高溫（wēn）法的最大優點：產（chǎn）品含碳量極高，可（kě）達99.995%以上，缺點（diǎn）是須（xū）專門設計建造高溫爐，設備昂貴，投資巨大。另外，高額的電費也使這種方法的應用範圍極為有限，隻有國防、航天等（děng）對石墨產品純度有特殊要求的場合才考（kǎo）慮采用該方（fāng）法進行石（shí）墨的小（xiǎo）批量生（shēng）產。
氯化焙燒（shāo）法的優勢（shì）在於低的焙燒溫（wēn）度和氯氣消耗量使石墨的生產成本有較大的降低，同時石墨產品的含碳量與氫氟酸法的（de）相當，相比之下氯化焙燒（shāo）法的回收率（lǜ）較高，其次是（shì）氯化焙燒法的三廢處理較（jiào）為容易。
氫氟酸法最主要的優點是除雜（zá）效率高，所得產品的（de）品（pǐn）位（wèi）高、對石墨產品的性能影響小、能耗低。缺點是氫氟酸有劇毒和強腐蝕性，生產過程中必須有嚴（yán）格的安全防護措施，對於設備的要求也導致成本（běn）的升高，另外氫氟酸法產生的廢水毒性和腐蝕性都很（hěn）強，需要嚴格處（chù）理後才能（néng）排放，環保環節的投入使氫氟酸法（fǎ）成本低的優點大（dà）打折扣。
綜合考慮各種提純方法的優缺點，化學提純方法中的堿酸（suān）法更易於在實驗室（shì）中操作。因此在本文中選擇堿酸法。


第二章 石墨提（tí）純的研究思路

§2.1 實驗原（yuán）料
2.1.1 石墨（mò）原礦的SEM分析
實驗（yàn）原（yuán）料（liào）采（cǎi）用福建大田縣石墨原礦。圖（tú）2-1為石墨（mò）原（yuán）礦的掃描電子顯微鏡照（zhào）片，從圖中可以看出，石墨結晶完整，片狀晶形明顯，石墨粒度比較均勻，粒（lì）度約（yuē）為2~5μm，屬於（yú）細鱗片狀石（shí）墨。

圖2-1 石（shí）墨原礦的掃描電子顯（xiǎn）微（wēi）鏡照片
2.1.2 石墨原礦化學成分分（fèn）析
石（shí）墨原礦化學成分分析如表2-1所示。
表2-1 石墨原礦的（de）化學成分分析/%
SiO2 Al2O3 TFe2O3 MgO Na2O K2O TiO2 P2O5 MnO 燒失（shī）量 H2O-
7.60 2.42 1.20 0.14 0.06 0.06 0.14 0.04 0.01 88.00 0.85
從表中可以得知，原礦雜質主要為Si、Al、Fe，同時還含有K、Na、Mg等。
2.1.3 物相（xiàng）分析
物相分析采用X-射線衍射分析方法，如圖2-2所示（shì）。石墨樣（yàng）品中含有的主要（yào）雜質是（shì）石英和粘土，因此氧（yǎng）化矽、氧化鋁等雜質的物相以遊離石英和部分複雜矽酸（suān）鹽形式（shì）存在。在X-射線衍（yǎn）射圖（tú）譜中的石英峰極不（bú）明顯，而化學分析出的石英含量卻相對較高，表明遊離石英結晶較差，化學活性較高，在進（jìn）行化學處理時易與氫氧化鈉等化學（xué）試劑作用生成相應的矽酸鹽而被除去，其他複雜矽酸鹽經加堿焙燒也可轉化為（wéi）可溶性矽酸鹽（yán）而與石墨分離，因（yīn）此采用堿（jiǎn）酸法可以有效脫除石墨中的各種雜質，提高石墨純度。


圖2-2 石墨原（yuán）礦的X-射線（xiàn）衍射分析圖譜（pǔ）
§2.2 儀器與試劑
本實驗所用儀器如表2-2所（suǒ）示。
表2-2 實驗儀器
儀器 生產廠家（jiā）
FA2014電子（zǐ）天平（píng） 上海第二天（tiān）平（píng）儀器廠
202—型電熱（rè）恒溫（wēn）幹燥箱 南通農（nóng）業科學儀器廠
LXJ一Ⅱ型離心沉澱機 上海醫用分析儀器廠
SX2箱式電（diàn）爐 上海聖欣科（kē）學儀器有限公（gōng）司
HH•S21-4電熱恒溫水浴鍋 樂清市（shì）鬆迪電（diàn）子儀表有限公（gōng）司
本實驗所用試劑如表2-3所示（shì）。
表（biǎo）2-3 實驗試劑
試劑 規格 廠家
NaOH 分析純 天津市凱通化學試劑有限公司
HCl 分析純 中南化學試劑廠



§2.3 實驗流程與步驟

2.3.1 實驗流程

2.3.2 實驗步驟
1）堿熔過程（chéng）：將一（yī）定（dìng）量NaOH 溶液與（yǔ）石（shí）墨按比例混和均勻，放入馬弗爐按（àn）預定溫度和時間進行反應，反應（yīng）後冷卻的產品在離（lí）心杯中（zhōng）洗滌至pH值為7。
2）酸浸（jìn）過程（chéng）：將堿熔後的石（shí）墨加入（rù）一定溫度一定量鹽酸中進行浸泡，以除（chú）去未反應完的雜質和沉澱，然後離心洗滌至pH值為中性，在幹燥箱105～110 ℃烘幹，最（zuì）後製得成品。
§2.4 檢測方法
　揮發分測定方（fāng）法（fǎ）：按GB/ T 3521295 ；
灰（huī）分測定方法：按GB/ T 3521295 。


第三章 實驗結果與分析

§3.1 NaOH溶液濃度（dù）對石墨（mò）純度（dù）的影響
取NaOH與石墨的質量比為20％，堿熔溫度為500℃，時間為90min，改變NaOH溶液的濃度進行實驗。不同NaOH溶液濃度對提（tí）純效果的影響（xiǎng）如表3-1和圖3-1所（suǒ）示。
表3-1 NaOH溶液濃度對提純效果的影響
NaOH濃度 (%) 30 32 35 38 40
灰（huī） 分 (%) 8.47 8.19 8.05 8.47 8.52
揮發分 (%) 1.20 1.06 1.26 1.41 1.46
石墨純度 (%) 91.53 91.81 91.95 91.53 91.48

圖3-1 NaOH 溶液濃度對提純效果的影（yǐng）響（xiǎng）關係圖
從實驗結果可以看出，NaOH溶液（yè）濃（nóng）度小（xiǎo）於35%時（shí），石墨純度隨NaOH溶液濃度增高而增高，但在超過35％時，石墨純度（dù）反而下降。這（zhè）是因為，NaOH溶液（yè）濃度過低會導致反應不充分，達不到提純效果（guǒ）；但濃度過高時，NaOH溶液難以和石墨礦（kuàng）混合均勻，提純效果反而降低，而且濃度過大必然（rán）會造成NaOH的（de）浪費而增加生產成本，綜合考慮這兩（liǎng）個因素後（hòu），確定NaOH溶液的濃度為35％為（wéi）宜。
§3.2 NaOH用量對石（shí）墨純（chún）度的影響
NaOH溶液濃度取35％，堿熔溫度為500℃，時（shí）間為（wéi）90min，改變NaOH用量進行實驗。不（bú）同NaOH用量對提純效（xiào）果的影響如表3-2和圖3-2所示。
表3-2 NaOH用量對提純效果的影響
NaOH ：石墨(%) 10.72 13.4 16.08 21.44 26.8 32.16
灰（huī） 分 (%) 9.52 9.48 9.23 8.99 8.67 8.18
揮 發（fā） 分 (%) 0.91 0.92 1.27 1.59 1.78 1.82
石墨純度 (%) 89.57 89.60 89.46 89.42 89.55 90.00

圖3-2 NaOH用量對提純效果的影響關係圖
由圖3-2知，石墨固（gù）定碳含量（liàng）基本上隨著NaOH用量的提高（gāo）而提高，在（zài）NaOH與石墨質量比為32.16%時，效果（guǒ）最佳。由於雜質在石墨中處於高度分散狀態，還有一部分雜質（zhì）包裹在石（shí）墨顆粒之中，因此過量NaOH的（de）存在將有利於反應加快進行（háng），同時增加（jiā）反應完成的程度。即使是生成物不具（jù）備水溶性，酸浸過程也能夠因為這些物質（zhì）具（jù）備的不同程度的酸溶性（xìng）而彌補這一不足，不致（zhì）影響石墨的提純效果。如（rú）圖所示，堿量如果（guǒ）太少，必然導（dǎo）致反應試劑量（liàng）不（bú）夠（gòu），最終失去了焙燒的意義；加入量過多（duō），即使沒有副（fù）反（fǎn）應產生影響提純效（xiào）果，也會因為（wéi）NaOH的價格昂（áng）貴而增加生產成本（běn），因此取NaOH用量（liàng）為32.16%為宜。
§3.3 堿熔溫度對石（shí）墨純度的影響
取NaOH溶液（yè）濃度（dù）35％，NaOH用量32.16%，堿熔時間為90（min），改變堿熔（róng）溫度。不同溫度對提純效果的影響如表3-3，圖3-3所示。
表（biǎo）3-3 堿熔（róng）溫度對提純效果的影響
堿熔溫度 (℃) 450 500 550 600 650
灰 分 (%) 9.52 8.67 8.29 8.66 8.89
揮發分 (%) 2.75 2.43 1.89 2.31 2.00
石墨純度（dù） (%) 88.62 88.90 89.82 89.03 89.11

圖3-3 堿熔溫度對提純效果的影響曲線圖
焙燒溫度直接影響氫氧化鈉和雜質的化學反應過程。溫度達不到（dào）要求，化學（xué）反應難（nán）以（yǐ）進行或者反應不完全，達不到提純的效果。溫（wēn）度過高，不僅浪費燃料和減少設（shè）備壽命，而且（qiě）會造成部分石墨氧化，使回收率（lǜ）下降。NaOH熔點為328℃ ，因而熔融溫度一般不低於328℃，選定450～650℃ 範圍內進行實驗。由結果（guǒ）可見在該溫度範圍內，溫度越高，最（zuì）終產品的灰（huī）份、揮發份就越低，最佳堿熔（róng）溫度為550℃。
§3.4 堿熔時間對石墨純度的影響
取NaOH溶液濃度35％，NaOH與石墨質量比為（wéi）32.16%，堿熔溫度550℃，改變堿熔時間。不（bú）同時間（jiān）對提（tí）純效果的影響如表3-4，圖3-4所示。
表3-4 堿熔時間對提純效果的影響
堿熔時（shí）間(min) 45 60 90 120
灰 分 (%) 8.24 7.90 7.50 8.22
揮發分 (%) 2.58 2.04 1.02 1.89
石墨純度（dù） (%) 89.18 90.06 91.49 89.90

圖3-4 堿熔（róng）時（shí）間對（duì）提（tí）純（chún）效果的影響（xiǎng）曲線圖
從實驗結果可以看出，隨著時間的增（zēng）加，產品純度不斷提高，在90min處固定碳含量（liàng）達到最大值（zhí），再延長時間（jiān），石墨（mò）純（chún）度有降低的（de）趨勢，同（tóng）時考慮能耗、效率等因素（sù），確定90min作為後續實驗的堿熔時（shí）間。
§3.5 HCl濃度對石墨純度的影響
3.5.1 酸的選擇
鹽酸、硫酸、硝酸和磷酸是應用最廣泛的四種酸。磷酸由於容易和多種金屬離子結合生成不溶性的磷酸鹽、磷酸氫鹽而不適用於（yú）作為酸浸試劑浸出石墨中的各種礦物（wù）雜質；硝酸是一種強氧化性的揮發（fā）性酸，穩定性差、見光易分解、對於設備的腐（fǔ）蝕性強烈，分解（jiě）產物(包括還原和氧化產物)腐蝕性強、毒性（xìng）大、生成劇毒性光氣、高溫下易爆炸，這些性質使硝酸同磷酸（suān）一樣不能作為本實驗的浸出劑。硫酸(稀)和（hé）鹽酸的性質較為適合作為浸出劑，對於金屬離子而言(尤其是過渡金屬離子)，由於氯離（lí）子(CIˉ)具有與之絡合的能力(一般而言，這些絡合離子或化合物具有較大的溶解度（dù）)，廣泛被用作各種過渡金屬離子的浸出。本實驗（yàn）的石墨樣品（pǐn）中涉及的過渡金屬離子有鐵離子，且（qiě）常規條件下並不與氯（lǜ）離（lí）子生成絡（luò）合離子，因此鹽酸和硫酸對（duì）於鐵雜質的浸出能力相（xiàng）差不多，但硫酸鹽的溶解度（dù）較氯化物稍小。因此本實驗中選擇HCl作為（wéi）浸（jìn）出劑。
3.5.2 實驗（yàn）內容
堿熔加酸浸過程：取NaOH溶液濃度35%，NaOH與石墨質量比為32.16%，堿熔溫（wēn）度（dù）為550℃，堿熔時間90min。HCl用量10ml，酸浸時間（jiān）2h，溫度70℃。改變HCl濃（nóng）度對提純效果的影響如表3-5，圖3-5所示。


表3-5 HCl濃度對提（tí）純效果的影響（xiǎng）
HCl濃度 (%) 2 3 4 5 10 20
灰 分 (%) 0.91 1.15 1.07 1.21 1.47 3.03
揮發（fā）分 (%) 1.14 0.83 1.23 1.23 0.89 1.05
石墨純度 (%) 97.95 98.02 97.70 97.66 97.64 95.69

圖3-5 HCl濃度對提純效果（guǒ）的影響曲線圖
由圖3-5得（dé）知，鹽酸濃度在3％以下時固定碳（tàn）含量隨著濃度的增加而增加，但在3％以上時，隨著鹽酸濃度的增加固定（dìng）碳含量反而有所下降。這（zhè）是因為：鹽酸（suān）的濃度直接影響酸浸過程中氫離子的濃度，從而明顯（xiǎn）改變反應的速率，但酸液濃度（dù）在（zài）滿足與（yǔ）雜質反應完全的條件下，其濃度應盡量低，因為Na2SiO3在酸液中（zhōng）生成偏矽酸，偏矽酸並不是生成就立即沉積，而是許多偏（piān）矽酸分子聚集（jí）形（xíng）成多分子集團，再慢慢沉積。如果（guǒ）鹽酸濃度過高，則生成偏矽酸的速度及反應（yīng）趨勢增（zēng）大，此時，偏（piān）矽酸就較易（yì）沉析出來，而且矽酸鈉等雜質的溶解性也相對減（jiǎn）小，至使提純（chún）後的石墨產品灰分（fèn）相應地增高了(見表3-5)，同時酸濃度（dù）的增加引起的鹽酸（suān）的劇烈揮發也會導致環境的汙染（rǎn）和實際量的（de）不足，因此選擇最佳的酸液濃度為3％。
§3.6 HCl用量對石墨純度（dù）的影響
堿熔加酸浸過程：取NaOH溶液濃（nóng）度35％，NaOH與石墨質量比為32.16%，堿（jiǎn）熔溫度為550℃，堿熔時間90min。酸浸時間2h，溫度70℃，HCl濃度采用上次實驗（yàn）的最佳（jiā）結果3％。改變（biàn）HCl用量對（duì）提純（chún）效果的影響如表3-6，圖3-6所示。




表（biǎo）3-6 HCl用量對提純效果（guǒ）的影響
HCl用量 (ml) 8 10 12 14 16 20
灰 分 (%) 1.23 1.19 1.31 1.23 1.13 1.09
揮發分 (%) 0.84 0.66 0.67 1.34 1.16 1.08
石墨純度 (%) 97.93 98.15 98.02 97.43 97.71 97.83


圖3-6 HCl用量對提純效果的影響曲線圖
由（yóu）實驗結（jié）果可知，HCl用量在10ml時石墨純度得到最佳值，此（cǐ）時如果再增加鹽酸用量石墨純度反而下（xià）降。酸洗主要是（shì）將鐵矽酸鹽等部分雜質溶去及（jí）中和水洗後剩下的堿，酸的用量不能過大，否則造（zào）成（chéng）產品的後（hòu）續（xù）處（chù）理工藝複雜。因此這裏采用HCl用量為10ml。


第（dì）四章 結 論

本文對細鱗片（piàn）石墨的提純做了工藝研（yán）究。
根據福建大田縣產（chǎn）固定碳含量為88.00％的（de）細鱗片（piàn）石墨原礦的性質成分進行了分析：石墨（mò）的結晶完（wán）整，片狀晶形明顯，粒度比較均勻，約為2~5μm，屬於細鱗片狀石墨；化學成分分析顯示（shì）原礦雜質主要是矽、鋁、鐵的氧化物；X-射線衍射分析顯示（shì）雜質的物相（xiàng）主要（yào）是石英和粘土，因此氧化矽、氧化鋁等雜質的（de）物相以遊離石英和（hé）部分複雜矽酸鹽形式存在，其中遊離石英結晶較差，化（huà）學活性較高。
在分析了各種關於石（shí）墨提純的方法後，結合石墨原礦的特點認為堿酸法（fǎ）更易於（yú）實現本（běn）實驗的要求：原礦中結晶較差的遊離石英在進行化（huà）學處理時易與氫氧化鈉等化學試劑作用生成相應的矽酸鹽而被除去，其他複雜（zá）矽酸鹽經加堿焙燒也可轉（zhuǎn）化為可溶性矽酸鹽而（ér）與石墨分離，因此采用堿酸法可以有效脫除石墨中的各種雜質，提高石墨純度。
為確定堿酸法（fǎ）製備高純石（shí）墨的最佳工藝條件，對堿熔過（guò）程進行了NaOH溶（róng）液的濃（nóng）度（dù）、NaOH用量、堿熔（róng）溫度、堿熔時（shí）間的單因素實驗（yàn），酸浸（jìn）過程進行了HCl濃度、HCl用（yòng）量的單因素（sù）實驗。通過對石墨產品純度的檢測，確定堿酸法（fǎ）製備高純石墨的最佳工藝條件為：堿熔溫度550℃，時間90min，NaOH用量為石墨質量（liàng）的（de）32.16%，NaOH濃度35 %；酸浸過（guò）程中（zhōng）HCl用（yòng）量10ml，HCl濃度為（wéi）3%。采用該工藝條件進行實驗，實（shí）驗最終石（shí）墨產品固定碳含（hán）量可達到98.15 %。
本實驗對石墨除雜的（de）後續工（gōng）作（zuò）有（yǒu）重（chóng）要的指導意義，對於一些其他礦產點、或者是其他地（dì）區產的隱晶石墨或（huò）者鱗片狀石墨也會有重要的指導意義。


致 謝

本次畢業設計（jì）的順利完成，得到了眾多老師和（hé）同學（xué）的（de）指導和幫助，在此我對他們表示衷心的感謝。
首先，要（yào）特別感謝我的導師xxx老師，自始至終x老師都給（gěi）予了我（wǒ）悉心指導和細（xì）致關懷。在x師的鼓勵和幫助下，我學到了如何在實驗中發現問題（tí）並（bìng）解決問題，學到（dào）了研究問題的科學思路。使我對本專業（yè）知識也有了更深的認識，特別是X射（shè）線衍射方麵的知識有了長足的進步。x老師嚴謹的治學態度和積極樂觀的生（shēng）活態度給我留下了深（shēn）刻的印象（xiàng），這些都將對我將來的學習（xí）和工作產生積極的影響，使我受益終身。
在實驗過程中，同組xxx同學給了我很大的幫助，他經（jīng）常與我探討實驗方法、理論等（děng），使我的（de）實驗能夠順利完成。在此對他表（biǎo）示感謝。
此外，我還得到了（le）xx，xxx，xxx師姐的關心。不論在（zài）實驗階（jiē）段還是在論文的書寫（xiě）過程中，都（dōu）給我提供了寶貴的建議（yì）。在這裏也要感謝她們。
最後，我（wǒ）要向四年來所有幫助過我的老師和同學致以最誠摯的祝福!


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