Графіт широко використовується в новій енергетиці, електроніці, авіації, аерокосмічній промисловості, ядерній енергетиці та військовій промисловості, і він вважається важливою сировиною, що підтримує розвиток стратегічних галузей промисловості, що розвиваються, у 21 столітті. Країни та регіони, такі як ЄС, США та Австралія, зазначають його як ключовий ресурс. У напівпровідниковій промисловості продукти з графіту широко використовуються в високо{3}}устаткуванні для термічної обробки, наприклад в печах для вирощування кристалів, печах для карбонізації та печах для графітизації. Продукти з графіту високої-чистості, які використовуються в карбіді кремнію третього-покоління, включають графітові тиглі для вирощування кристалів, графітові нагрівачі та графітовий порошок; їх чистота відіграє вирішальну роль у якості кристалів карбіду кремнію.
Завдяки технологічному розвитку та ітераціям технології очищення графіту наразі класифікуються за п’ятьма категоріями: флотація, лужний-кислотний метод, фтористоводневий кислотний метод, метод хлорування випалу та метод високотемпературного очищення-.
Метод флотації:Метод флотації в основному використовується для початкового очищення графітової руди. Його основний принцип полягає у використанні гідрофобності на поверхні самих мінеральних частинок або у створенні чи посиленні гідрофобності після обробки флотаційними агентами. Поверхня графіту важко змочується водою і тому має хорошу плавучість, завдяки чому її легко відокремити від домішок мінералів. Перевагами методу флотації є низьке споживання енергії та часткове повторне використання реагентів, але чистота графіту обмежена, і його важко повторно очистити. У процесі очищення відбувається втрата порошку графіту, а швидкість відновлення дуже низька.
Лужний-кислотний метод:Графіт і гідроксид натрію змішуються та реагують при 650 градусах з утворенням водо-нерозчинних гідроксидних сполук і частково водо-розчинних продуктів, які промиваються водою для видалення деяких домішок; потім лужний-розплавлений продукт змішується з певною концентрацією розчину соляної кислоти та реагує при 60-90 градусах, щоб перетворити домішки на розчинні хлориди, потім промивається водою та, нарешті, сушиться для отримання високо-чистого графітового продукту. Переваги цього процесу полягають у тому, що обладнання просте і зручне в застосуванні, одноразові інвестиції невеликі, а отриманий продукт вищого ґатунку; недоліками є велике споживання енергії, тривалий час реакції, серйозна корозія обладнання, великі втрати графіту та серйозне забруднення води.
Метод фтористоводневої кислоти:Домішки в сирій руді вступають у реакцію з фтористоводневою кислотою з утворенням фториду та фтористокремнієвої кислоти, які легко розчиняються у воді. Домішки в сирій руді видаляються шляхом промивання водою, щоб отримати високо-графіт. Цей процес має високу ефективність видалення домішок, високоякісні-продукти, невеликий вплив на продуктивність графітових виробів і низьке споживання енергії. Однак фтористоводнева кислота є дуже токсичною та корозійною, тому під час виробничого процесу необхідно встановити сувору безпечну систему очищення стічних вод, що вимагає великих інвестицій у захист навколишнього середовища.
Спосіб випалу хлоруванням:Змішайте графіт з певною кількістю відновника, обсмажте його при 1000 градусах у певній атмосфері та введіть газоподібний хлор для реакції, щоб цінні метали в матеріалі були перетворені в газову фазу або конденсовану фазу хлориду та комплексу з нижчою температурою кипіння та виходу, таким чином відокремлюючись від решти компонентів для досягнення мети очищення графіту. Цей метод має низьке енергоспоживання, високу ефективність очищення, високу швидкість відновлення та низьку вартість. Однак хлор токсичний і викликає корозію металевих виробів. Якщо він витікає, це спричинить серйозне забруднення навколишнього середовища.
Високотемпературний метод очищення:Користуючись тим фактом, що температура плавлення графіту (3850 градусів) набагато вища за температуру кипіння домішок, що містяться в ньому, графіт нагрівають до температури понад 2700 градусів, так що домішки в графіті спочатку випаровуються і виходять для досягнення мети очищення. За допомогою цього процесу можна отримати-графіт високої чистоти, але високо{4}}температурне очисне обладнання є дорогим, споживає багато електроенергії, має обмежені масштаби виробництва та низьку продуктивність.
Окрім п’яти вищезгаданих добре-відомих методів очищення графіту, останніми роками, із швидким розвитком напівпровідникової технології третього-покоління, народився новий тип методу очищення графіту, а самефізико-хімічний спосіб очищення.
Фізико-хімічний метод очищення полягає в тому, що продукти графіту, які необхідно очистити, поміщають у вакуумну піч і нагрівають. Завдяки збільшенню вакууму в печі домішки в продуктах графіту автоматично випаровуються, коли вони досягають тиску насиченої пари. Крім того, газ галоген використовується для перетворення оксидів з високими температурами плавлення та кипіння в графітових домішках у галогеніди з низькими температурами плавлення та кипіння для досягнення ефекту очищення.