Grafit Kemurnian Tinggi dan Proses Produksinya

Grafit kemurnian tinggi dengan kandungan karbon >99,99%. Grafit kemurnian tinggi memiliki keunggulan tahan suhu tinggi, tahan korosi, tahan guncangan termal, koefisien ekspansi termal kecil, pelumasan diri, resistivitas kecil, dan mudah dikerjakan, dll. Ini banyak digunakan dalam metalurgi, permesinan, perlindungan lingkungan, Kedokteran, militer, dirgantara dan bidang lainnya, Ini memainkan peran yang sangat penting dalam perekonomian nasional, terutama dalam industri fotovoltaik surya. Tingkat pertumbuhan tahunan rata-rata industri fotovoltaik surya global adalah 40%, dan China berbagi 70% dari dunia, sebagai produsen fotovoltaik surya terbesar di dunia. industri ini pada tahun 2011 mengkonsumsi bahan grafit kelas atas hingga 23.000 ton atau lebih, dan diharapkan di masa depan industri fotovoltaik Silikon monokristalin dan polisilikon permintaan untuk bahan grafit kemurnian tinggi akan memiliki tingkat pertumbuhan tahunan sebesar 20% hingga 25%. Saat ini, industri grafit China masih dalam kelas tingkat rendah dunia, produknya terutama bahan mentah dan produk pengolahan primer, pengotor tinggi dalam produk membuatnya terbatas pada aplikasi yang lebih sedikit. Oleh karena itu, di satu sisi, harga grafit China yang rendah telah menyebabkan ekspor dalam volume besar; di sisi lain, pasar domestik membutuhkan produk grafit ultra-halus kemurnian tinggi, yang sebagian besar diimpor dari luar negeri. Singkatnya, untuk melakukan penelitian teknologi produksi grafit kemurnian tinggi, dan meningkatkan kualitas produk, sangat penting bagi industri grafit kemurnian tinggi China.

1 proses produksi grafit kemurnian tinggi:

Proses produksi grafit kemurnian tinggi dan proses produksi elektroda grafit berbeda. Grafit kemurnian tinggi membutuhkan bahan baku isotropik, perlu menggiling bahan baku menjadi bubuk yang lebih halus, perlu menggunakan teknologi penekanan isostatik, siklus pembakaran panjang, untuk mencapai kepadatan yang diinginkan, dibutuhkan beberapa siklus impregnasi – pembakaran, dan siklus Grafitisasi juga jauh lebih lama daripada grafit biasa

1.1 bahan baku

Bahan baku untuk produksi grafit kemurnian tinggi, termasuk agregat, perekat, dan bahan impregnasi. Agregat biasanya terbuat dari kokas minyak bumi berbentuk jarum dan kokas pitch. Hal ini karena kokas minyak bumi berbentuk jarum memiliki kandungan abu yang rendah (umumnya kurang dari 1%), mudah digrafitisasi pada suhu tinggi, konduktivitas listrik dan termal yang baik, koefisien ekspansi linier yang kecil dan sejenisnya; Dengan kokas pitch, bahkan grafit yang diperoleh pada suhu grafitisasi yang sama, ia memiliki resistivitas yang lebih tinggi, dan kekuatan mekanik yang lebih tinggi, sehingga produksi umum produk grafit, selain kokas minyak bumi, juga ada persentase tertentu dari kokas pitch untuk meningkatkan kekuatan mekanik produk. Pengikat biasanya menggunakan ter batubara, itu adalah proses distilasi ter batubara dari produk, pada suhu kamar untuk padatan hitam, tidak ada titik leleh tetap. Menurut kondisi peralatan dan persyaratan teknologi yang berbeda dari setiap perusahaan, titik lunak pitch ter batubara adalah dari 50 ℃ hingga 250 ℃. Umumnya, pitch ter batubara kemurnian tinggi atau suhu tinggi dipilih untuk produksi produk grafit kemurnian tinggi. Impregnan pada dasarnya sama dengan pengikat. Diperlukan untuk meningkatkan kepadatan curah, kedap air, pelumasan, kekuatan, dan sifat khusus lainnya dari produk. Diperlukan untuk menambahkan bahan impregnasi setelah pembakaran, grafitisasi atau permesinan.

1.2 Kalsinasi / pemurnian

agregat yang dipilih, karena suhu pengkokasan atau usia batubara berbeda, mengandung air, pengotor atau zat mudah menguap dalam struktur internal pada tingkat tertentu. jika kita tidak mengeluarkan zat-zat ini sebelumnya, dan menggunakannya untuk memproduksi bahan grafit secara langsung, ini akan mempengaruhi kualitas dan kinerja produk, jadi kita harus melakukan proses kalsinasi atau pemurnian untuk agregat yang dipilih. Kalsinasi adalah perlakuan panas untuk berbagai bahan baku karbon padat dalam kondisi udara terisolasi pada suhu tinggi. Pada tahap pengeringan suhu rendah, terutama untuk mengeluarkan kelembaban; pada fase pelepasan yang mudah menguap, terutama untuk menyelesaikan dekomposisi senyawa aromatik dalam bahan baku, dan menyelesaikan kondensasi senyawa tertentu. Pemurnian terutama untuk menghilangkan beberapa kotoran. Saat ini, metode pemurnian grafit di dalam dan luar negeri terutama flotasi, asam alkali, asam fluorida, pemanggangan klorinasi, suhu tinggi dan sebagainya.

1.3 penggilingan

untuk produksi grafit dari bahan padat, meskipun kalsinasi atau pemurnian ukuran blok telah berkurang, tetapi ukuran partikel masih relatif besar, dan mudah menguap, komposisi tidak seragam, kebutuhan untuk menghancurkan persyaratan ukuran agregat untuk bahan. Ukuran agregat grafit kemurnian tinggi biasanya mencapai 20μm. Saat ini, pabrik rol vertikal digunakan untuk menggiling bubuk yang memiliki ukuran partikel rata-rata 10 hingga 20 μm.

1.4 Pelet

bubuk yang digiling, yang dapat didispersikan dan tidak seragam. Perlu dicampur dengan pengikat pitch ter batubara sesuai dengan proporsi tertentu dan kemudian dimasukkan ke dalam mesin pengaduk tipe pemanas untuk mencampur dan menguleni untuk membuat bahan merata dan membuat perekat merata dan tipis terbungkus pada permukaan partikel bubuk dan menembus dan meresap ke dalam permukaan partikel bubuk.

1.5 Pencetakan

Saat ini, ada banyak metode pembentukan karbon, metode utama adalah pencetakan ekstrusi, pencetakan, pencetakan getaran, penekanan isostatik. Produksi grafit kemurnian tinggi menggunakan metode penekanan isostatik, ia memiliki penekanan isostatik dingin dan penekanan isostatik panas. Pencetakan isostatik adalah bahan yang ditempatkan dalam cetakan lunak, padat, disegel setelah vakum, ke dalam silinder penekan isostatik, cetakan di luar cairan pada tekanan yang sama dari semua arah pada peran cetakan, ditekan menjadi silinder Atau produk persegi panjang. Produk yang diperoleh memiliki struktur dan kinerja isotropik, yang merupakan keuntungan terbesar dari produk grafit isostatik.

1.6 Pembakaran

Setelah kalsinasi produk karbon, ia masuk ke proses pembakaran, yaitu, membuat blok bahan baku dalam lingkungan isolasi, setelah perlakuan panas (sekitar 1000 ℃), sehingga pengikat hangus menjadi kokas pengikat. Ini adalah proses yang lambat, seluruh proses dibagi menjadi beberapa tahap, setiap tahap dari serangkaian reaksi fisik dan kimia, termasuk permukaan agregat karbon untuk menghasilkan ketebalan tertentu dari film pengikat, migrasi cairan pengikat, kondensasi kapiler aspal, gasifikasi dan difusi permukaan.

1.7 Impregnasi

Tujuan impregnasi adalah untuk mengimpregnasi agen impregnasi, seperti aspal cair, ke dalam pori-pori kecil yang terbentuk dalam produk selama proses kalsinasi dan pori-pori terbuka yang ada dalam partikel kokas agregat untuk meningkatkan kepadatan curah, konduktivitas listrik, kekuatan mekanik, Korosi kimia dan sebagainya. Impregnasi umumnya dilakukan dengan impregnasi tekanan, produk harus terlebih dahulu dipanaskan, dan kemudian degassing vakum dalam tangki impregnasi, kemudian tambahkan tangki impregnasi pitch ter batubara yang baik, tekanannya untuk membuat aspal agen impregnasi ke dalam interior

1.8 Grafitisasi

Grafitisasi mengacu pada proses perlakuan panas suhu tinggi untuk membuat karbon non-grafit yang tidak stabil secara termodinamika dengan aktivasi termal menjadi grafit. Barang yang dipanggang karbon oleh grafitisasi suhu tinggi 2000 ~ 2800 ℃, struktur lapisan kacau produk karbon dari kisi atom karbon, menjadi struktur berlapis tiga dimensi yang teratur, sambil menghilangkan kotoran. Metode grafitisasi adalah metode Acheson, metode seri panas internal, metode induksi frekuensi menengah.