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【干货】起底石墨提纯5大工艺及进展

来源:竞技宝官方测速    发布时间:2024-01-14 13:41:55

  因石墨拥有非常良好的天然可浮性,浮选法可使石墨的品位提高到80%~90%,甚至可达95%左右。该方法的最大优点是所有提纯方案中能耗和试剂消耗最少、成本最低的一种。但呈极细状态夹杂在石墨鳞片中的硅酸盐矿物和钾、钙、钠、镁、铝等元素的化合物,用磨矿的方法不能将其单体解离,而且不利于保护石墨大鳞片。因此浮选法只是石墨提纯的初级手段,若要获得含碳量99%以上的高碳石墨,必须用其他方法提纯。

  碱酸法包括两个反应过程:碱熔过程和酸浸过程,碱酸法工艺流程见图 2。碱熔过程是在高温条件下,利用熔融状态下的碱和石墨中酸性杂质发生化学反应,特别是含硅的杂质(如硅酸盐、硅铝酸 盐、石英等),生成可溶性盐,再经洗涤去除杂质,使石墨纯度得以提高。酸浸过程的基础原理是利用酸和金属氧化物杂质反应,这部分杂质在碱熔过程中没有和碱发生反应。使金属氧化物转化为可溶性盐,再经洗涤使其与石墨分离,经过碱熔和酸浸相结合对石墨提纯有较好的效果。

  碱熔过程中发生的化学反应如式(1)~式(5),酸浸过程中发生的化学反应如式(6)~式(10)。

  研究表明多种碱性物质均可以除去石墨杂质,碱性越强,提纯效果越好。碱酸法多用熔点小、碱性强的NaOH。酸浸过程所用的酸可以是HCl、H2SO4、HNO3 或者是它们之间的混合使用,其中HCl应用较多。Zaghib等为了获取锂电池负极用的天然高纯石墨,展示了一种新的化学处理法,即用30% H2SO4和30% NHxFy加热到90℃处理样品,其效果优于从1500℃加热到2400℃的热处理法,而且费用较低。

  碱酸法提纯石墨反应复杂,影响因素众多,了解这一些因素对石墨提纯的影响具备极其重大的实践意义。根据李玉峰等研究,用正交实验的方法得到因素影响由大到小依次是:碱熔温度、NaOH与石墨的质量比、NaOH浓度、碱熔时间、HCl用量。葛鹏等采用加碱焙烧浸出法对常规碱酸法进行了改进,用 1000℃的高温碱熔石墨,使石墨的含碳量提高到了99.9%以上,比其他低温的碱熔提纯石墨的含碳量要高得多,而且煅烧时间也可以大幅度缩 短。其机理是在高温条件下,化学活性不高的含硅化合物等分解为简单的氧化物,这些氧化物易与酸碱反应;另一方面,高温使SiO2 晶型改变,活性和转化率提高,更易和酸碱反应,提高除杂效果。李常清等还在碱熔过程中加入了助剂,以偏硼酸钠作为碱熔过程的助熔剂,降低了反应温度,取得了明显的除杂效果。

  对于一些含硅较高的石墨,碱熔法提纯石墨还能轻松实现对硅的综合回收利用。碱熔酸浸后的溶液为酸性,溶液中的硅杂质转变为硅酸,加入一定量的明矾即可将硅酸提取出来,再经900℃的高温煅烧,可得到纯的二氧化硅。

  碱酸法是我国石墨提纯工业生产里应用最为广泛的方法,具有一次性投资少、产品品位较高、适应能力强等特点,以及设备简单、通用性强的优点。不足是需要高温煅烧,能量消耗大,工艺流程长,设备腐蚀严重,石墨流失量大以及废水污染严重,因而利用石墨提纯废水制取聚合氯化硅酸铝铁(PAFSiC)等综合利用技术显得十分重要。

  氢氟酸是强酸,几乎能与石墨中的任何杂质发生反应,而石墨拥有非常良好的耐酸性,特别是可以耐氢氟酸,决定了石墨可以用氢氟酸进行提纯。氢氟酸法的主要流程为石墨和氢氟酸混合,氢氟酸和杂质反应一段时间产生可溶性物质或挥发物,经洗涤去除杂质,脱水烘干后得到提纯石墨,其主要反应如式(11)~式(15)。

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  北极星储能网获悉,黑龙江鹤岗萝北县日前召开鹤岗市“不忘初心、牢记使命”庆祝新中国成立70周年主题系列新闻发布会,县委书记表示将打造全国最大的天然石墨材料生产基地,积极打造石墨产业可再次生产的能源示范区,谋划建设600兆瓦风电项目,并同步推进储能电站、生物质发电、燃煤自备电厂等配套设施,用绿

  据外媒报道,石墨作为铅笔的材料之一,想必人们都不会陌生。然而,在未来十年内,石墨的需求缺口将高达数百万吨/年。石墨是电动车车载锂离子电池的核心材料,车载动力电池阳极中石墨的用量看似微不足道。然而,随着美国车企大力推动电动车,其更依赖于石墨的稳定供货,而特朗普政府却在新一轮的中美贸

  6月28日,国家发展改革委、商务部发布《2018年版外商投资准入特别管理措施(负面清单)》,2018年版负面清单,由原来63条减至48条,推出了一系列重大开放措施。设计新能源汽车、锂电材料石墨等,详情如下:在能源矿产领域,取消多项外商投资准入限制,包括电网、加油站、新能源汽车、特殊和稀缺煤类、稀

  随着世界对于可再次生产的能源开发需求的增长,电网电能存储系统的短板日益凸显。在铅酸、镍氢、锂离子等主流电池体系当中,锂离子电池综合性能最好,但是锂的储量有限,而且存在安全性隐患问题;铅酸电池虽然成本低廉,但铅有环境污染问题。因此,开发具备廉价、安全、长寿命、可快充的电池系统成为目前

  近日,十二五国家科技支撑计划高纯石墨材料开发及其典型应用(2013BAE04B00)项目在北京通过验收。验收专家组按照《国家科技支撑计划管理办法》等有关法律法规,听取了项目负责人对项目执行情况的汇报,审查了相关材料,经质询和讨论,验收专家组认为该项目完成了规定的主要任务和指标,同意通过验收。该项目

  国家针对新能源汽车的大力补贴政策极大的刺激了新能源汽车产业的发展,截至目前国家财政针对新能源汽车补贴高达500亿元,巨大的蛋糕吸引了大量的厂家加入到电动汽车产业大军,虽然爆出了骗补丑闻,但是国家仍然不遗余力地支持新能源汽车产业的发展,在众多利好的刺激下,锂离子电池厂家纷纷布局动力电

  石墨类材料(例如人造石墨,天然石墨,中间相碳微球等)容量已经接近其理论极限(372mAh/g),随着时下人们对锂离子电池单位体积内的包含的能量要求的逐步的提升,石墨负极被淘汰的命运已经没办法避免,先是硅基负极,锡基负极的崛起,现在又蹦出一个MoS2,石墨材料被轮番吊打,MoS2相比于硅负极,锡负极,只是一个小辈,但是说起

  废旧轮胎能回收再生电池,感觉这两样东西有点儿挨不着,不过在RSC Advances期刊上发表的一篇有关电化学的专业论文就显示了废旧轮胎回收再生电池阳极材料的可能性。这篇论文的研究显示从废旧轮胎收集原材料制造的碳素阳极在经历过100次充放电循环后,依然拥有接近390毫安时/克的可逆电容量,该数据要

  近期,锂电负极材料方面的发展备受瞩目,基于此,记者专访了深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司旗下子公司山西贝特瑞新能源科技有限公司(以下简称山西贝特瑞)的副总经理、总工程师蒋新良先生以及副总经理龚军先生,了解了目前公司发展的概况以及2015年山西贝特瑞对负极材料市场的预期。公司发展概况山

  1月30日,国家薄层石墨材料标准工作组在常州市成立。这是我国首个薄层石墨材料标准工作组。作为世界前沿的新型材料,石墨烯在我国还没有国家和行业标准。薄层石墨材料工作组成立后,将负责全国石墨烯电导膜、石墨烯粉体材料、石墨烯导热膜、石墨烯散热膜、石墨烯电极材料、石墨烯载体材料等6个领域的国家、行业标准制修订工作,并通过石墨烯标准体系的建立,为我国薄层石墨产业健康可持续发展保驾护航。目前,首批《石墨烯材料的名词术语与定义》《石墨烯层数测定扫描探针显微镜法》《光学法测定石墨烯层数》《拉曼光谱法表征石墨烯层数》共4个项目已列入国家标准研制计划。据了解,常州石墨烯产

  北极星储能网获悉,2024年1月4日,三门峡市人民政府关于印发三门峡市培育壮大铜基新材料产业链行动方案(2023—2025年)等十二个方案的通知。其中方案包括《三门峡市培育壮大新能源产业链行动方案(2023-2025年)》(以下简称《方案》)的通知。《方案》明确,到2025年,新能源电池产业规模达到80亿元

  北极星储能网获悉,12月28日,山东省委山东省人民政府发布关于加快数字化的经济高水平发展的意见,其中提到,深入开展能源电子“聚能”工程,在国家政策框架内支持东营市、临沂市壮大光伏产业规模,支持枣庄市、济宁市研制储能锂离子、钠离子电池,支持有条件的市扩大功率半导体器件及汽车电子模块、组

  11月26日,英国政府发布《英国电池战略》(UKbatterystrategy),旨在通过政府一系列举措,达到2030年实现具有全球竞争力的电池供应链的目标。其中提到:预计未来几十年,全球对电池的需求将大幅度增长。当前,英国在电池领域具备一定优势:工业电池的研究质量位居世界第三;电动汽车(EV)电池初创生态

  锂离子电池在2019年获得诺贝尔化学奖认可,现在变得无处不在,从智能手机到电动汽车为所有东西供电。锂离子电池在不一样的地区有不同的类型,即欧洲和北美的NMC/NMCA和中国的LFP。前者具有更高的单位体积内的包含的能量,而后者具有较低的成本。(文章来自微信公众号:国际能源小数据ID:gh_fcc26c741888)考虑不同类型,

  12月28日,中国铁塔4.24GWh备电用磷酸铁锂电池集采开标,这次开标吸引了33家公司参与,最终11企业列为候选人,竟有15家企业的投标被否决,其中还此前多家知名头部企业。据悉,中国铁塔2023-2024年备电用磷酸铁锂电池产品集中招标,共采购8个规格、总采购量为4.24GWh的电池组。这也是今年以来基站运营商

  北极星储能网获悉,12月28日,协合宁阳钠锂组合储能电站项目在山东泰安宁阳县举行开工仪式。项目总投资6亿元,总占地30亩,建设100MW/200MWh钠锂组合电化学储能电站。据介绍,该项目利用发电功率调节灵活、调节速度快的特性,能够为电网运行提供调峰、黑启动、需求响应等多种服务。电化学储能属于环境

  北极星储能网获悉,12月26日,浙江省能源局印发《浙江省用户侧电化学储能技术导则》,其中导则提出了浙江省用户侧电化学储能在建设条件与容量确定、并网、储能系统、监控系统、保护通信与控制、电能计量、防雷与接地、验收与调试、消防与安全、运行维护及退役、应急处置等方面的技术方面的要求。导则适用于采

  碳酸锂当量(Lithiumcarbonateequivalent,LCE)表示化合物中的锂含量,以碳酸锂表示。这种形式是原锂的初级加工形态,用于电池和各种其他应用。全球锂市场正在经历迅速增加,2022年的消费量增长了30%。(文章来自微信公众号:国际能源小数据ID:gh_fcc26c741888)那么,什么导致了锂市场的繁荣?1、20

  行至岁尾,回看全年,在这一年里,我们见证了诸多重大事件,都与能源息息相关。后疫情时代,俄乌冲突、巴以冲突深刻地改变了地理政治学格局,极端天气频发、欧洲能源危机加剧了低碳转型的紧迫感。数十年以来形成的全球能源生产和消费格局、市场供需形势和价格、贸易走向和渠道受到前所未有的冲击和重塑。

  北极星储能网获悉,12月24日上午,广东瑞庆时代新能源科技有限公司在二号厂房地块举行锂离子电池生产项目二阶段工程开工仪式。瑞庆时代锂离子电池生产项目二阶段工程是对一阶段的补充及产业链的深度挖掘,在补齐一阶段产能瓶颈的同时,为马上就要来临的储能新产品如530Ah的大规模生产做准备。二阶段的建设

  139美元/千瓦时根据彭博新能源财经的调研,2023年容量加权锂离子电池组价格-14%电池组价格相比2022年的跌幅(按美元实际汇率计)72美元/千瓦时调研记录的最低电芯价格(文章来自微信公众号:彭博新能源财经ID:BloombergNEF)电池价格在2022年经历了史无前例的上涨,此后在2023年又重拾跌势。彭博新能

  1月11日,从国网浙江省电力有限公司了解到,截至2023年底,浙江省内发电总装机13077万千瓦,其中光伏装机3357万千瓦,风电装机584万千瓦,风光等新能源占全省总装机比首超三成。2023年,浙江新能源装机增加近1000万千瓦,保持了迅猛的发展势头。与此同时,新能源出力能力、发电能力也在稳步增长。数据

  据国家发展改革委1月11日消息,国家发展改革委发布《电能质量管理办法(暂行)》,自2024年4月1日起施行。其中提到,新(改、扩)建的新能源场站、10千伏及以上电压等级并网的分布式电源和新型储能应当在接入电力系统规划可研阶段开展电能质量评估,配置电能质量在线监测装置,采取必要的电能质量防治

  2024年1月8日,经过专业核算,国网蒙东电力2023年完成外送电量1835亿度,同比增长23.2%,创历史上最新的记录,成为全国年度外送电量最多的省级电网企业。该公司外送电量超过1800亿度,相当于北京市2022年全社会用电量的1.5倍,有力保障了全国能源保供大局。坚强电网让内蒙古的电送达世界屋脊2023年12月,在电力

  2024年1月11日,以“碳路中国大道有为”为主题的智能微网技术创新与实践研讨会在黑龙江哈尔滨成功举办。会议由黑龙江省交通投资集团有限公司、华为数字能源技术有限公司主办,大庆恒驰电气有限公司、馨博投资(黑龙江)集团有限公司、品联科技有限公司协办,来自全国的产业专家和各省份的行业企业家代

  北极星输配电网获悉,中央、国务院关于全方面推进美丽中国建设的意见发布。文件提到,积极稳妥推进碳达峰碳中和。有计划分步骤实施碳达峰行动,力争2030年前实现碳达峰,为努力争取2060年前实现碳中和奠定基础。坚持先立后破,加快规划建设新型能源体系,确保能源安全。重点控制煤炭等化石能源消费,

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  北极星输配电网获悉,1月9日,内蒙古印发自治区能耗双控向碳排放双控转变先行先试工作方案及2024年工作要点,其中指出,开展绿电消纳利用提升行动。快速推进蒙西新型电力系统建设,开展蒙东新型电力系统建设试点。此外,政策还指出,实施增量配电网消纳新能源试点。2024年,全区新增新能源发电并网装机

  北极星储能网获悉,1月2日,松原市人民政府关于印发《松原市碳达峰实施方案》(以下简称《方案》)的通知。《方案》指出,加快智能电网建设,优化资源配置。鼓励有条件的公共机构建设连接光伏发电、储能设备和充放电设施的微网系统,实现高效消纳利用。到2025年,城镇建筑可再次生产的能源替代率达到8%,新建

  习在南瑞集团考察时指出,能源保障和安全事关国计民生,是须臾不可忽视的“国之大者”。要加快推进关键技术、核心产品迭代升级和新技术智慧赋能,提高国家能源安全和保障能力。作为关系国家能源安全和国民经济命脉的特大型国有重点骨干企业,国家电网深入实施创新驱动发展的策略,坚持改革和创

  “预计模拟区域内未来24小时新能源发电功率整体平稳,电力供应整体充裕。”1月8日,国网数字科技控股有限公司数据分析师陈姝伊应用区域日度电力电量平衡预警模型,查看了模拟区域新能源发电预测曲线、负荷预测曲线,分析供需变化趋势,为该区域内源网荷储资源协同调度提供参考。为了逐步提升源网荷储

  1月9日,在华中电力调度控制监控中心,由南瑞集团有限公司研发的强不确定环境下电网安全稳定自适应紧急控制系统平稳运行。该系统是南瑞集团在新型电力系统科技攻关方面取得的代表性成果之一。2023年,南瑞集团认真落实国家电网有限公司党组决策部署,在关键核心技术等领域持续攻坚突破,实现科学技术实力再

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