天然石墨的深加工技术开发,石墨新材料

成果简介：??本项成果是国家“十五”科技攻关计划“西部开发科技行动”项目之课题“天然石墨的深加工技术开发”（课题任务书编号：2001BA901A05）的研发成果。

??本攻关课题下列三个子课题取得的科技成果分别简述于下：??1． 优质可膨胀石墨的工业化生产技术??优质可膨胀石墨是生产优质柔性石墨的原料。 本课题研制完成并试产了以对环境友好的双氧水为氧化剂的化学法制备优质可膨胀石墨技术。 膨胀容积≥160ml/g，膨胀后硫含量S≤800ppm。

目前还未见有类似的技术报导，已经申请发明。 并已根据此项技术，包头晶元石墨公司完成了年产2000吨优质可膨胀石墨生产线的改建。 ??2． 多孔石墨用于石油类污染控制的技术与产品??膨胀石墨（多孔石墨）对油类具有超高吸附量，可有效控制水体的油类污染，这是清华大学具有国际领先水平的研究成果，松装的膨胀石墨对重油的吸附量高达80g/g。 研发完成了用膨胀石墨制备低密度多孔石墨板的技术及产品，已经申报发明。

天然石墨

密度0.02-0.08g/cm3的低密度板，在水－润滑油系统中，吸附物质90%以上是润滑油，吸附量≥10g/g。

并且对印染废水也有优良去除COD污染效果。 已在轧钢厂含油冷却水及毛纺厂污水处理中完成使用试验。 还开发了多孔石墨用于高能电池石墨的市场，并据此将任务书建50吨/年多孔石墨中试线指标扩大建成300吨/年的生产线。 ??3． 高纯石墨微粉的生产技术??高纯石墨微粉是高性能电池石墨及核石墨的重要原料。 本项目研发了高纯石墨微粉的工业化生产技术，以碳含量92-94%的中炭石墨为原料，通过熔融碱及复合酸的浸煮提纯到≥99.9％C的高纯石墨，而后以气流粉碎成D50＝8-20μm的微粉。

研发了氮化硅陶瓷叶轮分级机，可防止金属污染，杂质中Fe石墨深加工技术发展及展望 一、 国内外石墨加工技术现状及发展趋势 我国是天然石墨资源大国，储量、产量及出口量均居世界首位。 但由于技术开发投入不够，目前仍以原料生产及加工鳞片石墨为主。 碳-石墨材料是前景很大的新兴材料，广泛用于高科技领域，发达国家投入人力、财力进行开发研究。 天然石墨深加工技术进展很快，目前已形成一些新型产业。 目前，美、日、德、法的柔性石墨产业居领先地位。

日本生产核能级的超低硫（S 500ppm）及高纯（S 50ppm）产品的技术领先。 全世界柔性石墨产量为1.5~2.0万吨以上。 在锂离子电池阳极材料方面，由于石墨具有的电容量，美国、日本的锂离子电池采用改性石墨作阳极材料，并已形成产业。

该产品是一种在宽温度区内具有高硬度和高机械强度、耐磨、耐腐蚀、润滑性好的新材料。 与碳化硅制品相比，的特点是成品率高，价格较低廉。

由于彩电更新换代周期大大缩短，对彩电管用石墨乳性能要求也日新月异。 国外目前依然十分重视彩电管石墨乳的研制开发。 我国柔性石墨新产业正在建设发展中，“八五”期内取得了一批柔性石墨加工技术及装备的成果，但目前仍处于试制阶段。

我国锂离子电池还处于小试阶段，但已用天然石墨研制出结构稳定的阳极材料。

石墨的

我国经引进和消化吸收已能生产5种规格彩电管石墨乳。

二、 柔性石墨及膨胀石墨材料的开发与应用柔性石墨和膨胀石墨是重要的石墨深加工产品。 从材料学的角度，膨胀石墨与柔性石墨二者有很大区别，是两种材料。 膨胀石墨是松散的多孔结构材料，具有优良的隔绝密封性能。 随着技术和新材料应用的发展，这两类新材料由于其不同的特性，各自的应用领域也显著不同。 本文将讨论这两种特性不同而又紧密相关的材料，在化工领域及其它领域的应用现状及发展趋势。 自本世纪六十年代美国联碳公司发明柔性石墨制造技术以来，柔性石墨产业的发展已有近四十年的历史。 柔隆石墨作为一种优秀的密封材料，已逐渐为工程界所熟悉，并且有人给它冠以“密封王”的头衔。

制备的关键技术， 是将天然鳞片石墨制备成石墨层间化合物。 工业操作上，常用浓硫酸作为层间插入物，所以它又称酸化石墨（可膨胀石墨）。 不过酸化石墨是在石墨与酸反应后，经水洗干燥，大部分层间插入物已经逸出，所以它实际上是残余石墨层间化合物。 绝大部分石墨层间化合物在快速加热时，层间插入物都会气化，从而形成高压，使石墨粒子沿C轴方向膨胀。 很薄的酸化石墨鳞片膨胀后象一条条蠕虫，长度可达1~2cm所以称蠕虫石墨或石墨蠕虫，亦即通常所说的膨胀石墨。

深加工

膨胀石墨在压制或轧制时，蠕虫之间相互啮合，从而压轧成石墨卷材或板材，即为柔性石墨。 由于插层剂硫酸在加热时绝大部分地区逸出，所以柔软性石墨除有1000PPM左右的残硫外，化学成份与鳞片石墨基本相同，为纯碳。 2．1可膨胀石墨的制备目前，国内可膨胀石墨生产采用两种工艺：化学法和电化学法。 两种工艺除氧化工序不同外，脱酸、水洗、脱水、干燥等其它工序相同。