作為一種用途十分廣泛的重要非金屬礦資源，石墨的需求量正日益增大。然而近年可供利用的優(yōu)質(zhì)鱗片狀石墨儲量已大大減少。對于隱晶石墨進行有效的提純開發(fā)十分必要。為了有效開發(fā)隱晶石墨資源，本論文展開了針對我國某地產(chǎn)原礦品位84.18％的隱晶石墨的提純研究。 結(jié)合酸堿法和氫氟酸法的優(yōu)點，在試驗室中開發(fā)出了能夠?qū)⒃撌V提純至C_(GD)％=99.75％的工藝路線，具體參數(shù)為：堿用量15g、焙燒溫度450℃、焙燒時間5h；鹽酸30ml、氫氟酸20ml、酸浸溫度70℃、酸浸時間3～5h。最后得到產(chǎn)品的化學(xué)組成為：C_(GD)％=99.75％、A％=0.2％、V％=0.1％、Si％=0.08％、Al％＜0.03％、Fe＜0.03％。 通過X-射線衍射分析、化學(xué)分析等技術(shù)手段對提純過程中的物相進行了系統(tǒng)的研究，搞清了除雜過程硅、鋁雜質(zhì)發(fā)生的主要變化，同時對焙燒過程中硅的行為進行了動力學(xué)研究，得出硅溶出率-時間之間的動力學(xué)方程。對動力學(xué)方程進行討論確定并了化學(xué)反應(yīng)控制的機制，其中焙燒過程硅溶出的動力學(xué)方程為： 反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)動力學(xué)常數(shù)以及活化能分別為： D_0=1.4983×10~(-6)m~2·s~(-1) E_D=13.597kJ／mol K_0=2.24316×10~(-4)m·s~(-1) E_K=27.322kJ／mol 最后對酸浸過程中的硅、鋁的行為進行了對照研究，得出了對指導(dǎo)生產(chǎn)有利的結(jié)論。
【學(xué)位單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2004
【中圖分類】：TB321
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
目錄
符號說明
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 石墨概述
    1.2 石墨的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
        1.2.1 石墨的晶體結(jié)構(gòu)
        1.2.2 石墨的性質(zhì)
    1.3 石墨的應(yīng)用
        1.3.1 石墨衍生物及其應(yīng)用
            1.3.1.1 石墨共價化合物及應(yīng)用
            1.3.1.2 金屬石墨夾層化合物
        1.3.2 石墨在電子行業(yè)中的應(yīng)用
        1.3.3 石墨在潤滑領(lǐng)域中的應(yīng)用
        1.3.4 石墨在彩色顯像管領(lǐng)域的應(yīng)用
        1.3.5 石墨用于合成人造金剛石
    1.4 石墨提純方法簡述
        1.4.1 浮選法提純鱗片石墨
        1.4.2 隱晶石墨的化學(xué)法除雜
            1.4.2.1 氫氧化鈉法
            1.4.2.2 氯化焙燒法
            1.4.2.3 氫氟酸法
        1.4.3 高溫法提純石墨
        1.4.4 石墨提純方法的優(yōu)缺點比較
    1.5 研究的內(nèi)容及意義
第二章 試驗原料及研究方法
    2.1 試驗原料
        2.1.1 原料化學(xué)成分分析
        2.1.2 原料的物相分析
        2.1.3 試驗試劑
    2.2 試驗方法
        2.2.1 試驗步驟及流程
        2.2.2 試驗設(shè)備
        2.2.3 試驗結(jié)果評判標(biāo)準(zhǔn)
第三章 試驗結(jié)果與分析
    3.1 堿焙燒試驗
        3.1.1 焙燒的必要性
        3.1.2 氫氧化鈉用量試驗
        3.1.3 焙燒溫度和焙燒時間的確定
    3.2 鹽酸浸出試驗
        3.2.1 酸浸必要性試驗
        3.2.2 酸種類的選擇
        3.2.3 酸用量試驗
        3.2.4 酸浸溫度試驗
        3.2.5 酸浸時間的影響
        3.2.6 攪拌速率的影響
        3.2.7 酸浸濃度的影響
        3.2.8 用硫酸替代鹽酸
    3.3 氫氟酸脫硅試驗
        3.3.1 用氫氟酸對鹽酸已浸出樣品進行深度脫硅
        3.3.2 氫氟酸對石墨原礦的試驗
        3.3.3 氫氟酸直接處理焙燒石墨礦的試驗
    3.4 混合酸浸出試驗
        3.4.1 混合酸中氫氟酸用量試驗
        3.4.2 混合酸浸的溫度試驗
        3.4.3 混合酸浸出時間試驗
        3.4.4 混合酸濃度的影響
        3.4.5 酸浸過程中氫氟酸加入方式的影響
    3.5 關(guān)于擴大試驗
    3.6 本章小結(jié)
第四章 石墨提純過程雜質(zhì)行為研究
    4.1 硅的行為研究
        4.1.1 物相分析
        4.1.2 硅在堿焙燒過程中反應(yīng)的動力學(xué)研究
            4.1.2.1 反應(yīng)動力學(xué)模型的建立
            4.1.2.2 模型中參數(shù)的確定
            4.1.2.3 模型的驗證
    4.2 酸浸過程中鋁的行為研究
        4.2.1 鋁的物相
        4.2.2 添加氫氟酸對于除鋁的影響
    4.3 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間的主要業(yè)績

【引證文獻(xiàn)】

本文編號：2885366