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石墨是有機成因的碳質物變質而成,常見于大理巖、片巖或片麻巖中。煤層可經熱變質作用部分形成石墨,而少量石墨則是火成巖的原生礦物。
由于石墨具有許多優(yōu)良的性能,因而在冶金、機械、電氣、化工、紡織等工業(yè)部門獲得廣泛應用。石墨具有良好的化學穩(wěn)定性。經過特殊加工的石墨制品具有很好的耐腐蝕、導熱性好、滲透率低、傳熱快,受熱均勻,節(jié)約燃料等特點。
石墨制品具有很好的吸附性。 炭的空隙結構使炭具有很好的吸附性,故炭常被用作吸附材料,用于吸附水分、氣味、有毒物質等。我們做過實驗,前幾天烤肉用過的石墨烤盤看上去非常干凈,但放到電磁爐上加熱,會看到上次烤肉時吸附的油脂和有害物質會慢慢滲出,不過不用擔心,用干凈的餐紙擦拭干凈即可使用了。石墨制品的防氧化作用及還原作用,石墨床墊加熱后可以產生負氧離子,使周圍的物品活性化,維持人體健康,有效預防衰老,使皮膚充滿光澤和彈性,石墨在電氣工業(yè)中廣泛用來作電極、電刷、碳棒、碳管整流器的正極、石墨墊圈、電話零件、電視機顯像管的涂層等等。
耐腐蝕材料 經過用有機樹脂或無機樹脂浸漬過的石墨材料,具有耐腐蝕性好、導熱性好、滲透率低等特點,這種浸漬石墨又稱為不透性石墨。它大量應用于制作各種熱交換器、反應槽、凝縮器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器、過濾器、泵等設備,廣泛應用于石油煉制、石油化工、濕法冶金、酸堿生產、合成纖維、造紙等工業(yè)部門,可節(jié)省大量的不銹鋼等金屬材料。不透性石墨生產已稱為炭素工業(yè)的一個重要分支。模壓法一般每次只能壓一塊產品,生產效率比較低.但卻能任制某些擠壓法所不能任制的產品。
石墨的一個主要用途是生產耐火材料,包括耐火磚、坩堝、連續(xù)鑄造粉、鑄模芯、鑄模、洗滌劑和耐高溫材料。近年來,耐火材料工業(yè)中兩個重要的變化是鎂碳磚在煉鋼爐 內襯中被廣泛應用,以及鋁碳磚在連續(xù)鑄造中的應用。使石墨耐火材料與煉鋼業(yè)緊密相連,全世界煉鋼業(yè)約消耗的耐火材料。由于火花油中也含有C原子,在放電加工時,高溫導致火花油中的C原子被分解出來,轉而在石墨電極的表面形成保護膜,補償了石墨電極的損耗。
柔性石墨制品。柔性石墨又稱膨脹石墨,是開發(fā)的一種新的石墨制品。美國研究成功柔性石墨密封材料,解決了原子能閥門泄漏問題,隨后德、日、法也開始研制生產。這種產品除具有天然石墨所具有的特性外,還具有特殊的柔性和彈性。因此,是一種理想的密封材料。廣泛用于石油化工、原子能等工業(yè)領域。國際市場需求量逐年增長。這些設備用于石油化工、濕法冶金、酸堿生產、合成纖維、造紙等工業(yè)。
天然石墨
石墨的工藝特性主要決定于它的結晶形態(tài)。結晶形態(tài)不同的石墨礦物,具有不同的工業(yè)價值和用途。工業(yè)上,根據結晶形態(tài)不同,將天然石墨分為三類。
人造石墨
廣義上,一切通過有機炭化再經過石墨化高溫處理得到的石墨材料均可稱為人造石墨,如炭纖維、熱解炭、泡沫石墨等。
而狹義上的人造石墨通常指以雜質含量較低的炭質原料為骨料、煤瀝青等為粘結劑,經過配料、混捏、成型、炭化和石墨化等工序制得的塊狀固體材料,如石墨電極、等靜壓石墨等
石墨提純:化學提純和物理提純兩種方法。
化學提純可獲品位為99%的高碳石墨。工藝雖較先進,但也存在耗水量大、石墨流失多,生產率較低,耗堿量大,且排放的廢液污染環(huán)境等不足。
物理提純即高溫提純,利用石墨耐高溫的性質,將其置于電爐中,隔絕空氣加熱到2500℃,使灰分(即雜質)揮發(fā)掉,從而提高精礦品位。高溫提純可獲品位為99.9%的高純石墨。