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石墨坩埚中泥料的混合与拌和依照配料比先把粘土用水浸泡,使粘土颗粒膨胀和充分分散。石墨、熟料和部分粘土在拌和集中混合拌和10分钟后,再把浸泡的粘土泥浆倒入拌和机中,再拌和30~40分钟要求泥浆与石墨、熟料混合均匀。配料的批量通常每批100~200KG,设备可选用强制拌和机卧式混合机。

对泥料的挤匀与陈化

经拌和均匀和混合充分的泥料,输入挤泥机挤匀,然后进入了室静放陈化。目的是促进粘土胶体颗粒充分分散,增强粘土与石墨,熟料的核性。陈化室应坚持阴暗潮湿和密闭,以地下室为佳。旋塑成型用之泥料,挤匀时间为1小时,中间翻泥一次,陈化时间为15天。压塑成型之泥料,有的需压力,有的不需压力。不论何种成型之泥料,在陈化时均应成方型堆积,以湿润的麻袋盖好,小型石墨坩埚,按时喷水坚持湿度,并要控制水分在成型规则限度之内。

石墨坩埚具有良好的热导性和耐高温性,厂家定做石墨坩埚,在高温使用过程中,热膨胀系数小,对急热、急冷具有一定抗应变性能。对酸、碱性溶液的抗腐蚀性较强,具有优良的化学稳定性。在冶金、铸造、机械、化工等工业部门,被广泛用于合金工具钢的冶炼和有色金属及其合金的熔炼,并有着较好的技术经济效果

目前国内石墨坩埚生产工艺有两种:塑性成型生产工艺和冷等静压成型生产工艺。以粘土为粘结剂的塑性成型工艺生产周期长,劳动强度大,工效低,用煤烧成,污染大,但因投资少,国内多采用此工艺;而等静压设备压制成型工艺采用清洁能源天染气烧结,则从根本上解决了污染问题,且减少生产工序近10道,周期短,工效高

石墨提纯:占化学提纯和物理提纯两种方法。

1、化学提纯:是利用石墨耐酸、碱、抗腐蚀的性质,用酸、碱处理石墨精矿,使杂质溶解,然后洗涤掉,提高精矿品位。化学提纯可获品位为99%的高碳石墨。化学提纯有多种方法,国内应用广的是经氧化钠高温熔融法。

基本原理是在500℃以上高温条件下,使石墨中的杂质(以硅酸盐矿物为主)与少碱,即NaOH起反应,生成水溶性反应物,用水浸取反应物,即可消除掉部分杂质,另一部分杂质,如铁的氧化物,碱熔后用HCl中和,生成可溶子水的氯化铁,用水洗涤即可除去。

上述工艺流程中,NaOH浓度为50%左右,与石墨按1:0.8的比例混合,即生产1 t高碳石墨消耗NaOH0.4t左右。HCl的加入量约为石墨的30%。燃料用煤约为0.6-0.7t。碱熔法所用设备主要有锚式搅拌机,熔融炉、螺旋浆搅拌机、V型洗涤槽等。回收率85—90%,投资15—20万元。这种,工艺虽较,但也存在耗水量大、石墨流失多,生产率较低,耗碱量大,进口石墨坩埚,且排放的废液污染环境等不足。

由上原因,成本较高。为解决或改善上述不足,测试中心研制了提纯高碳石墨新工艺,以离心洗涤取代V型洗涤槽,将废液处理后循环使用。采用这种新工艺,东莞石墨坩埚,可降低材料成本50%左右,节水50%左右,产率提高10%左右,并减少了废液对环境的污染。石墨固定碳含量大于99%,回收率达 92.8%。

2、物理提纯:即高温提纯,利用石墨耐高温的性质,将其置于电炉中,隔绝空气加热到2500℃,使灰分(即杂质)挥发掉,从而提高精矿品位。高温提纯可获品位为99.9%的高纯石墨。

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