石墨是如何提纯的

国内高纯石墨的生产，基本是建立在艾奇逊炉的基础上，并配以纯化通气处理系统。由于艾奇逊炉存在大量电能、热能上的损耗，热利用率很低。而化学净化法，只有在高温下，才能进行反应，一般要求炉温在2800℃以上，炉温越高，反应的时间越充沛，净化的效果也越好。可见温度对净化效果的影响是显著的，尽管气体分布是均匀的，但净化温度与时间的关系如果不当，同样也达不到提高净化的效果。

为了确保石墨化炉有较高的温度，吨产品的电单耗，相对普通品的石墨化，要高出一倍多，按焙烧坯品重量，平均吨单耗一般都在10000度左右。同时炉芯宽度也不宜过大，一般在1.2～1.6米为好，这样，既有利于更好的提高炉芯内的温度和保温效果，防止有害气体从边墙泄露，也有利于通入的气体能够充分的集高纯石墨制品，大多是采用细颗粒或超细颗粒的优质焦炭压制的坯品 , 国外甚至生产出超级细颗粒（粒度5～10μm）和纳米级颗粒的坯品。我们知道，坯品的密度越高，颗粒越细，体积越大，石墨化纯度的处理难度也越大。其一炉温上升，不能过快，否则易发生制品开裂。其二由于本体密度过高，卤素气体很难渗入到制品内部，使反应时间和速度延长。为了保证制品即不开裂又能获得高纯度的产品，对一些较大规格的坯品，国内常用两次石墨化的办法解决。国外的先进工艺是先将坯品进行石墨化，再用一种化学提纯机的装备，对制品进行卤素纯化处理。（据说经这种提纯机处理后的制品，总灰分可达到5×10-6，甚至1～2ppm）。

经提纯处理后的石墨类制品总灰分高与低，除了温度因素外，另一个关键因素，就是气体通入量和各温度阶段对所通入气体的调控是否合理。经验证明，根据产品结构、性能和用户的不同要求，各通气量，一般分别为坯品总装炉量的6～10%，小规格，粗结构的制品，可按下限，反之按上限，中等规格及负极材料类，可适当在中限选择，如果用户对总灰分有特殊要求，有时还需突破上限。这与以前各类文献和教材书中所谈到的，氯气通入量为坯品的50kg/T，氟利昂为20～30kg/T，有很大的差距，之所以过去偏低，主要是受当时产品结构和规格的限制。

化学净化法常用的卤素气体，主要有氯气（Cl），氟气（又称氟利昂），其中氟气又分为二氟一氯甲烷（CHClF2、R22、F22），二氟二氯甲烷（CCl2F2、氟利昂-12、R12），及氮气（N2），氩气（Ar）。化学净化的原理，就是将各种不同形式存在的杂质，在高温下，转化为氯化物和氟化物，从而降低沸点，使之更容易分解和气化。

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