石墨提純的方法有多種,主要包括物理提純和化學提純兩大類。
物理提純法中最常見的是高溫提純法。它利用石墨的沸點遠高于所含雜質硅酸鹽的沸點這一特性,將石墨直接裝入石墨坩堝,在通入惰性氣體和氟利昂保護氣體的純化爐中加熱到2300~3000℃,保持一段時間,使石墨中的雜質溢出,從而實現石墨的提純。這種方法可將石墨提純到99.99%,甚至更高純度。
化學提純法包括堿酸法、氫氟酸法、氯化焙燒法等。堿酸法是石墨化學提純的主要方法,其基本原理是利用石墨耐酸、堿、抗腐蝕的性質,用酸、堿處理石墨精礦,使雜質溶解,然后洗滌掉,提高精礦品位。氫氟酸法則利用石墨中的首要雜質硅酸巖類與氫氟酸反應生成氟硅酸(或鹽),隨溶液排除,從而得到高純度的石墨。氯化焙燒法則是將石墨摻加一定量的還原劑,在一定溫度和特定氣氛下焙燒,再通入氯氣進行化學反應,使物料中有價金屬轉變成熔沸點較低的氣相或凝聚相的氯化物及絡合物而逸出,從而實現石墨的提純。
除了上述方法,還有浮選法等物理選礦方法作為石墨提純的第一步,可以得到固定碳含量在90%~98%之間的中高碳石墨。然后再根據石墨的純度要求選擇適合的深度提純方法。
每種提純方法都有其特定的應用場景和優缺點,應根據石墨的來源、純度要求以及生產成本等因素綜合考慮,選擇最合適的提純方法。