Grafiet van hoge zuiverheid en het productieproces

Hoogzuiver grafiet met een koolstofgehalte van >99,99%. Hoogzuiver grafiet heeft de voordelen van hoge temperatuurbestendigheid, corrosiebestendigheid, thermische schokbestendigheid, kleine thermische uitzettingscoëfficiënt, zelf-smerend, kleine weerstand en gemakkelijke bewerking, enz. Het wordt veel gebruikt in de metallurgie, machinebouw, milieubescherming, geneeskunde, militaire, ruimtevaart en andere gebieden. Het speelt een zeer belangrijke rol in de nationale economie, vooral in de zonne-fotovoltaïsche industrie. De gemiddelde jaarlijkse groei van de wereldwijde zonne-fotovoltaïsche industrie bedraagt 40%, en China heeft 70% van de wereld in handen, als 's werelds grootste producent van zonne-fotovoltaïsche energie. Deze industrie verbruikte in 2011 hoogwaardig grafietmateriaal tot 23.000 ton of meer, en er wordt verwacht dat de vraag naar hoogzuivere grafietmaterialen in de toekomstige fotovoltaïsche industrie voor monokristallijn silicium en polykristallijn silicium een jaarlijkse groei van 20% tot 25% zal hebben. Momenteel bevindt de Chinese grafietindustrie zich nog steeds op een laag niveau in de wereld, de producten zijn voornamelijk grondstoffen en primaire verwerkingsproducten, de hoge onzuiverheden in het product maken het beperkt tot minder toepassingen. Daarom heeft de lage prijs van Chinees grafiet enerzijds geleid tot een grote export; anderzijds heeft de binnenlandse markt behoefte aan hoogzuivere ultrafijne grafietproducten, die voornamelijk uit het buitenland worden geïmporteerd. Samenvattend is het uitvoeren van onderzoek naar de productietechnologie van hoogzuiver grafiet en het verbeteren van de productkwaliteit zeer belangrijk voor de Chinese hoogzuivere grafietindustrie.

1 productieproces van hoogzuiver grafiet:

Het productieproces van hoogzuiver grafiet en het productieproces van grafietelektroden is verschillend. Hoogzuiver grafiet vereist isotrope grondstoffen, het is nodig om grondstoffen tot een fijner poeder te malen, het is nodig om isostatische pers technologie te gebruiken, de bakcyclus is lang, om de gewenste dichtheid te bereiken, vereist het meerdere impregnatie- en bakcycli, en de grafitisatiecyclus is ook veel langer dan bij gewoon grafiet

1.1 grondstoffen

De grondstoffen voor de productie van hoogzuiver grafiet, inclusief aggregaten, bindmiddelen en impregneermateriaal. Aggregaten worden meestal gemaakt van naald petroleumcoke en pekcoke. Dit komt omdat de naaldvormige petroleumcoke een laag asgehalte heeft (over het algemeen minder dan 1%), gemakkelijk te grafitiseren is bij hoge temperatuur, goede elektrische en thermische geleidbaarheid, kleine lineaire uitzettingscoëfficiënt en dergelijke; Met pekcoke, zelfs grafiet verkregen bij dezelfde grafitatietemperatuur, heeft het een hogere weerstand en een hogere mechanische sterkte, dus de algemene productie van gegrafiteerde producten, naast petroleumcoke, is er ook een bepaald percentage pekcoke om de mechanische sterkte van het product te verbeteren. Bindmiddel gebruikt meestal steenkoolteer, het is een steenkoolteer distillatieproces van het product, bij kamertemperatuur voor de zwarte vaste stof, geen vast smeltpunt. Afhankelijk van de verschillende apparatuurcondities en technologische vereisten van elke onderneming, ligt het verzachtingspunt van steenkoolteerpek tussen 50 °C en 250 °C. Over het algemeen wordt hoogzuivere of hoge temperatuur steenkoolteerpek geselecteerd voor de productie van hoogzuivere grafietproducten. Het impregneermiddel is in wezen hetzelfde als het bindmiddel. Het is vereist om de bulkdichtheid, ondoordringbaarheid, smeerbaarheid, sterkte en andere speciale eigenschappen van het product te verhogen. Het is vereist om het impregneermateriaal toe te voegen na het bakken, grafitiseren of bewerken.

1.2 Calcinatie / zuivering

Geselecteerde aggregaten, omdat hun cokingtemperatuur of steenkoolleeftijd verschillend is, bevatten ze in zekere mate water, onzuiverheden of vluchtige stoffen in de interne structuur. Als we deze stoffen niet vooraf uitsluiten en ze direct gebruiken om grafietmateriaal te produceren, zal dit de productkwaliteit en -prestaties beïnvloeden, dus moeten we het calcinatie- of zuiveringsproces uitvoeren voor het geselecteerde aggregaat. Calcinatie is een warmtebehandeling voor een verscheidenheid aan vaste koolstofgrondstoffen in de geïsoleerde luchtcondities bij hoge temperatuur. In de lage temperatuur droogfase, voornamelijk om vocht uit te sluiten; in de vluchtige fase van de afvoerfase, voornamelijk om de ontleding van aromatische verbindingen in grondstoffen te voltooien en de condensatie van bepaalde verbindingen te voltooien. Zuivering is voornamelijk om enkele onzuiverheden te verwijderen. Momenteel zijn de methoden voor de zuivering van grafiet in binnen- en buitenland voornamelijk flotatie, alkali-zuur, fluorwaterstofzuur, chloreringsroasting, hoge temperatuur enzovoort.

1.3 malen

Voor de grafietproductie van vaste materialen, hoewel de calcinatie of zuivering van de blokgrootte is verminderd, is de deeltjesgrootte nog steeds relatief groot, en vluchtig, niet-uniforme samenstelling, de noodzaak om de aggregaatgrootte-eisen te verkleinen tot de ingrediënten. De hoogzuivere grafietaggregaatgrootte moet meestal 20 µm bereiken. Momenteel wordt een verticale walsmolen gebruikt voor het malen van het poeder met een gemiddelde deeltjesgrootte van 10 tot 20 µm.

1.4 Pellet

Het gemalen poeder, dat dispergeerbaar en niet-uniform is. Het moet worden gemengd met het steenkoolteerpekbindmiddel in een bepaalde verhouding en vervolgens in de verwarmingstype kneedmachine worden geplaatst om te mengen en te kneden om het materiaal gelijkmatig te verdelen en de lijm gelijkmatig en dun op het oppervlak van het poederdeeltje te wikkelen en in het oppervlak van het poederdeeltje te penetreren en te infiltreren.

1.5 Vormen

Momenteel zijn er veel koolstofvormmethoden, de belangrijkste methoden zijn extrusievormen, vormen, trilvormen, isostatisch persen. Hoogzuivere grafietproductie met behulp van de methode van isostatisch persen, het heeft koud isostatisch persen en warm isostatisch persen. Isostatisch vormen is het materiaal in de zachte mal plaatsen, dicht, vacuüm afgesloten, in de isostatische perscilinder, de mal buiten de vloeistof onder dezelfde druk vanuit alle richtingen op de rol van de mal, geperst in cilindrisch of een rechthoekig product. Het verkregen product heeft een isotrope structuur en prestaties, wat het grootste voordeel is van isostatische grafietproducten.

1.6 Bakken

Na calcinatie van koolstofproducten, gaat het naar het bakproces, dat wil zeggen, de grondstofblokken in een isolatieomgeving plaatsen, na de warmtebehandeling (ongeveer 1000 °C), zodat het bindmiddel wordt verkoolt tot bindmiddelcoke. Dit is een langzaam proces, het hele proces is verdeeld in verschillende fasen, elke fase van een reeks fysieke en chemische reacties, waaronder het oppervlak van het koolstofaggregaat om een bepaalde dikte van de bindmiddelfilm te genereren, bindmiddelvloeistofmigratie, asfaltdamp Capillaire condensatie, vergassing en oppervlakte diffusie.

1.7 Impregnatie

Het doel van impregnatie is om het impregneermiddel, zoals gesmolten asfalt, te impregneren in de kleine poriën die tijdens het calcinatieproces in het product worden gevormd en de open poriën die in de aggregaatcokedeltjes bestaan om de bulkdichtheid, elektrische geleidbaarheid, mechanische sterkte, chemische corrosie enzovoort te verbeteren. Impregnatie wordt over het algemeen uitgevoerd door drukimpregnatie, het product moet eerst worden voorverwarmd en vervolgens vacuüm ontgassen in de impregnatietank, voeg vervolgens de goede steenkoolteerpek impregnatietank toe, de druk om impregneermiddel asfalt in het interieur te maken

1.8 Grafitisatie

Grafitisatie verwijst naar het hoge temperatuur warmtebehandelingsproces om thermodynamisch onstabiele niet-grafitische koolstof door thermische activering in grafiet te veranderen. Koolstofgebakken producten door 2000 ~ 2800 °C hoge temperatuur grafitisatie, de koolstofproduct chaotische laagstructuur van koolstofatomen rooster, in een driedimensionale geordende gelaagde structuur, terwijl onzuiverheden worden verwijderd. Grafitatiemethoden zijn Acheson-methode, interne warmteserie-methode, tussenfrequentie-inductiemethode.