石墨顆粒的用途介紹
石墨(Graphite)的化學成分主要是單一的碳(C)元素(和金剛石的成分相同),是一種自然元素礦物.因為碳元素是非金屬元素,所以說它非金屬礦物;但是卻有金屬材料的導電,導熱性能,還具有象有機塑料一樣的可塑性,并且還有特殊的熱性能,化學穩定性,潤滑和能涂敷在固體表面的等等一些良好的工藝性能,因此,石墨在冶金,機械,電氣,化工,紡織,輕工,建筑及國防等許多工業部門都得到了廣泛的應用.
人類發現石墨這種礦物的歷史極其遠久.但在歷史上對石墨的本質卻存在過一些比較模糊的認識.在中國明朝的文獻上可見到把煤和石墨相混淆的描述.美國在十六世紀發現石墨時,因石墨可以把手抹成鉛黑色,所以誤以為它含有鉛,稱它為"黑鉛"(black lead).也正因為石墨容易沾污手的特性,它在發現不久就被人們用作書寫材料.它的正式命名Graphite也是由希臘語的"書寫"轉化而來. 天然產出的石墨很少是純凈的,常含有10%~20%的雜質.石墨礦物呈鐵黑,鋼灰色,條痕光亮黑色;金屬光澤,隱晶集合體光澤暗淡,不透明;質軟,有滑膩感,易污染手指.
石墨能耐高溫并具特殊的熱性能.石墨的熔點為3850℃,沸點為4250℃,經高溫電弧灼燒重量損失極小,在2500℃時其強度比常溫時提高1倍,熱膨脹系數小(1.2×10-6),溫度驟變時其體積變化不大.由于石墨晶體中存在容易流動的電子,因此其導電,導熱性能不亞于金屬.但隨溫度升高,導熱系數反而減少,在極高溫度下趨于不導熱狀態.石墨的化學穩定性好,不受酸,堿及有機溶劑的侵蝕.此外,石墨還具涂敷性和可塑性,將其涂敷在固體物體表面,可形成薄膜牢固粘附而起保護固體作用,并可制成任何復雜形狀的制品.
由于石墨的工藝性能及用途主要決定于其結晶程度,據此,我國工業上將石墨礦石主要分為晶質(鱗片狀)石墨礦石和隱晶質(土狀)石墨礦石兩種工業類型.
晶質(鱗片狀)石墨礦石中,石墨晶體直徑大于1μm,呈鱗片狀;礦石品位較低,但可選性好;與石墨伴生的礦物常有云母,長石,石英,透閃石,透輝石,石榴子石和少量黃鐵礦,方解石等,有的還伴生有金紅石及釩等有用組分;礦石呈鱗片狀,花崗鱗片或粒狀變晶結構,片狀,片麻狀或塊狀構造.
隱晶質(土狀)石墨礦石中,石墨晶體直徑小于1μm,呈微晶的集合體,在電子顯微鏡下才能見到晶形;礦石品位高,但可選性差;與石墨伴生的礦物常有石英,方解石等;礦石呈微細鱗片-隱晶質結構,塊狀或土狀構造.
中國石墨礦石絕大多數為晶質(鱗片狀)礦石,約占總保有石墨礦石儲量的98%,分布于區域變質型及巖漿熱液型石墨礦床中;隱晶質(土狀)石墨礦石則主要分布于接觸變質型礦床中.實際上石墨礦石中的石墨片徑是參差不齊的,所謂晶質石墨礦石中,也可能含隱晶質石墨,含量較多時通常稱為混合型石墨礦石,隱晶質石墨礦石中也可能含少量片徑略大于1μm的鱗片石墨.
石墨礦石的自然類型通常按其賦礦巖石的巖性劃分,各類礦床有其專屬的石墨礦石自然類型.晶質(鱗片狀)石墨礦石在區域變質礦床中,主要有片麻巖類,片巖類以及大理(透輝)巖類,變粒巖類,混合巖類等礦石自然類型;在巖漿熱液礦床中主要發育花崗巖類及閃長巖類,長英巖類等礦石自然類型.隱晶質(土狀)石墨礦石在接觸變質礦床中主要發育板巖類和千枚巖類礦石自然類型.
隱晶質石墨礦石常殘留原巖的層理構造,變質不徹底的部分還可含部分未變質的無煙煤,保留煤巖結構.有的隱晶質石墨礦床的礦石分為軟質石墨與硬質石墨兩種,軟質石墨礦石變質徹底,質量好,硬質石墨一般為石墨與無煙煤的過渡帶,質量次.
二,石墨的用途
(一)我國的石墨礦及石墨產品種類
我國石墨產品分為鱗片石墨和微晶石墨兩大類:鱗片石墨指天然晶質石墨,其形似魚鱗狀,系由晶質(鱗片狀)石墨礦石經加工,選礦,有的經提純而得的產品;微晶石墨曾稱土狀石墨或無定形石墨,指由微小的天然石墨晶體構成的致密狀集合體,系由隱晶質(土狀)石墨礦石經加工,有的經選礦,提純而得的產品.
鱗片石墨根據固定碳含量分為高純石墨,高碳石墨,中碳石墨及低碳石墨4類,依照產品粒徑,固定碳含量共分為212種牌號.
高純石墨(固定碳含量大于或等于99.9%)主要用于柔性石墨密封材料,代替白金坩堝用于化學試劑熔融及潤滑劑基料等;高碳石墨(固定碳含量94.0%~99.9%)主要用于耐火材料,潤滑劑基料,電刷原料,電碳制品,電池原料,鉛筆原料,填充料及涂料等;中碳石墨(固定碳含量80%~94%)主要用于坩堝,耐火材料,鑄造材料,鑄造涂料,鉛筆原料,電池原料及染料等;低碳石墨(固定碳含量大于或等于50.0%~80.0%)主要用于鑄造涂料.
微晶石墨分為有鐵要求者和無鐵要求者2類,依照產品固定碳含量,最大粒徑分為60個牌號,各種牌號石墨產品其外觀要求產品中不得有肉眼可見的木屑,鐵屑,石粒等雜物,產品不被其他雜質污染.微晶石墨中酸溶鐵含量不大于1%者,主要用于鉛筆,電池,焊條,石墨乳劑,石墨軸承的配料及電池碳棒的原料等;無鐵要求的微晶石墨主要用于鑄造材料,耐火材料,染料及電極糊等原料.
我國已生產開發出石墨礦產品(包括選礦,化學提純產品)和石墨制品兩大類,若干系列產品.
1,選礦及化學提純產品:根據其生產方法和固定碳含量的不同,天然鱗片石墨分為高純石墨,高碳石墨,中碳石墨,低碳石墨四種.
2,石墨制品:根據其生產工藝和用途不同,主要有膠體石墨,可膨脹石墨及其制品,碳素石墨制品和石墨坩堝等深加工產品.
3,我國重點發展的石墨深加工產品:
異性碳;
氟化石墨;
滲硅石墨;
顯象管石墨乳;
鏗離子電池碳材料;
燃料電池碳材料.
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