Ketapele
Graphite ke mothopo wa bohlokwa wa diminerale wo e sego -tšhipi wo o nago le dithoto tša moswananoši tše pedi tša tšhipi le tšeo e sego tša tšhipi. E tsebja bjalo ka "mothopo wa maano wo o thekgago tlhabollo ya theknolotši ya godimo-lekgolong la bo-21 la nywaga" gomme ke kgale e tumišwa bjalo ka "gauta ye ntsho". Graphite ya bohlweki bjo bo phagamego- e šupa graphite yeo e nago le diteng tša khapone tša go feta 99.99%. E na le go itlotša mo go botse kudu, maatla a magolo, go swara mohlagase mo go botse, esiti/alkali/go tšhungwa/go ganetša phišo, segokanyipalo sa katološo ya fase, go tsepama mo go tšwetšego pele ga dikhemikhale, tshepedišo ya godimo ya go tiiša, le sebopego se se swanago le se se kopanego. E šomišwa kudu ka go boentšeneare bja mohlagase, tšhipi, tšhireletšo ya setšhaba, sefofane, maatla, intasteri ya dikhemikhale le mafapha a mangwe. Ka mo go kgethegilego, e kgatha tema ye bohlokwa le ye bohlokwa ka diintastering tše di tšwelelago tša go swana le go lokišetša didirišwa tša semiconductor tša moloko wa boraro, intasteri ya nuclear, le intasteri ya photovoltaic, go ba le khuetšo ye e fihlago kgole-go ekonomi ya China.
1. Dithoto tša Graphite Ore
Graphite ke diminerale tše di bopilwego ka dielemente tša khapone, tše ntsho tše di phadimago ka mmala ka go phadima ga tšhipi le anisotropy. segokanyipalo lona ke 2.09-2.23 g / cm3, qhibiliha ntlha 3850℃, ntlha e beha 4250℃, mocheso monya bokgoni 6.9036 × 107 J / kg, bontša babatsehang mogote botsitso.
2. Graphite ya Bohlweki bjo bo Phagamego-
2.1Grafite ya Tlhago ya Godimo-Bohlweki
Go ya ka didirišwa tše tala le mekgwa ya go lokišetša, graphite ya bohlweki bja godimo - e ka arolwa ka graphite ya tlhago ya bohlweki bjo bo phagamego- le graphite ya maitirelo ya bohlweki bjo bo phagamego-.
Graphite ya tlhago ya bohlweki bjo bo phagamego - e šomišwa kudu mafapheng a go fapafapana ka lebaka la go swara ga yona mo go botse kudu ga mohlagase le phišo, go swana le didirišwa tše di sa kgonego go tuka, dilo tša go tlotša tša go lwantšha - moruswi, dielektrode tša khapone, dijenereithara, ditlolo, le didirišwa tša tšhireletšo ka intastering ya nuclear. Graphite ya maitirelo ya bohlweki bjo bo phagamego -, ka sebopego sa go swana le kabo ya bogolo bja dikarolwana, e dirišwa ka di-anode tše di apeilwego pele, graphite ye e kgethegilego, intasteri ya nuclear le mašemo a mangwe. Mekgwa ya go lokišetša ya graphite ya bohlweki bjo bo phagamego - e fapana le didirišwa tše tala tše di fapanego.
Ga go na graphite ye e hlwekilego tlhagong. Graphite ore gantši e na le ditšhila tša go swana le SiO2, Al2O3, FeO, CaO, P2O5, CuO, tšeo gantši di lego gona bjalo ka diminerale tša go swana le quartz, pyrite, carbonate, gammogo le dikarolo tša kgase go akaretšwa meetse, sekontiri, CO2, H2, CH4, le N2. Ka fao, tshekatsheko ya graphite ga e nyake boikemišetšo bja e sego fela diteng tša khapone tše di sa fetogego eupša gape le dilo tše di sa tsepamago le diteng tša molora. Ditshepetšo tša go hlwekiša graphite di ikemišeditše go tloša ditšhila tše ka mo go atlegilego. Ge bohlweki bja graphite bo le godimo (ke gore, ke moo diteng tša khapone di lego godimo), ke moo boleng bja yona bo lego godimo le bogolo bja tirišo ya yona bo nabile.
Go lokišetša graphite ya bohlweki bjo bo phagamego go tšwa go graphite ya tlhago gantši e akaretša tlhwekišo ya mathomo ya ore ya graphite ka go phaphamala, tlhwekišo ye nngwe ya sedirišwa sa go phaphamala ka mokgwa wa alkali-acid goba mokgwa wa esiti ya hydrofluoric, gomme mafelelong go hwetša ditšweletšwa tša graphite tša bohlweki bjo bo phagamego-ka mokgwa wa themperetšha ya godimo goba mokgwa wa chlorination ya themperetšha ya godimo.
2.2 Graphite ya Bohlweki bja Maitirelo bja Godimo-
Graphite ya maitirelo ka kakaretšo e šupa didirišwa tša graphite tšeo di tšweleditšwego ka go šomiša coke ya peterole ya boleng bjo bo phagamego le coke ya pitch bjalo ka di-aggregate, go oketša segalo sa sekontiri sa malahla bjalo ka setlama le ditlabakelo tše dingwe, gomme ya latelwa ke letoto la dikalafo tša graphitization tša themperetšha ya godimo. Ka kakaretšo, didirišwa tše tala di hlwekišwa pele gomme ka morago tša bewa ka gare ga reactor ye e kgethegilego ya themperetšha ya godimo - bakeng sa graphitization le tlhwekišo. Mehuta e megolo ya sebjana e akaretša dibešo tša Acheson tša graphitization, dibešwa tša graphitization tša letoto la ka gare le dibešo tša mohlagase tša graphitization tše di tšwelago pele. Thempheretšha ya godimo kudu ka sebjaneng e dira graphitizes coke ya peterole le pitch coke, gomme khase ya halogen e tsebagatšwa go arabela le ditšhila, tšeo ka morago di dirwago gase le go fetošwa go hwetša graphite ya bohlweki bjo bo phagamego-.
Le ge e le gore karolo ya ditšhila ka gare ga coke ya peterole le pitch coke e ka tlošwa nakong ya go fiša ya themperetšha ya godimo-ka tšweletšong ya graphite ya maitirelo ya bohlweki bja godimo-, go na le dinyakwa tše di kwagalago tša dikagare tša sebabole le molora ka gare ga didirišwa tše tala tša coke ya peterole. Ka tšhomišo ye e oketšegago ya oli ye tala ya sebabole ya godimo-, coke ya peterole ya sebabole ya godimo-le yona e a gola. Go fihlelela nyakego ya fase-sebabole ya coke ya peteroleamo bakeng sa tšweletšo ya graphite ya bohlweki bjo bo phagamego bja maitirelo, diithuti tše ntši di dirile dinyakišišo tše di tseneletšego ka ga ditshepedišo tše di kwagalago le tše di šomago gabotse tša go tloša sebabole sa coke ya peteroleamo.
Bohlweki bja graphite bo laola tshepedišo ya tirelo le dithoto tše di feletšego tša ditšweletšwa tša go šoma tša graphite tše di tseneletšego-. Ge bohlweki bo le godimo, ke moo boleng bja tirišo bo lego godimo. Mohlala:
Graphite bjalo ka sedirišwa sa anode sa dibetri tša lithium-ion e nyaka bohlweki bja ka godimo ga 99.98%;
Graphite ya tlhago ya taemane ya maitirelo ya maitirelo e nyaka bohlweki bja ka godimo ga 99.999%, ka diteng tša boron ka fase ga 0.01×10−6;
Graphite e kgethegilego bakeng sa sefofane, tšhireletšo ya setšhaba, le intasteri ya nuclear e nyaka bohlweki bja 99% ~ 99.99% goba gaešita le go feta;
Phofo ya graphite ya go kopanya diwafere tša SiC tša semiconductor tša moloko wa boraro - e nyaka bohlweki bjo bo phagamego go fihla go 99.9995% goba go feta.
Go hlwekiša graphite ke motheo wa go lokišetša didirišwa ka moka tša graphite le taba ye e tlwaelegilego tlhabollong ya didirišwa tša graphite. Ditshepetšo tša tlhwekišo ya grafite tšeo di nago le tšhomišo ya maatla ya fase, bokgoni bjo bo phagamego, le tšhilafatšo ya fase ke tšona di lebantšwego kudu ke R&D ya bjale.
3. Ditheknolotši tša go Hlwekiša Graphite
3.1 Mokgwa wa go Phaphamala
Ka go šomiša go phaphamala mo go botse ga graphite ya tlhago, ditshepedišo tša go phaphamala ka diphallo tša magato a mantši - di hlamilwe go aroganya graphite ya flake goba graphite ya microcrystalline go tšwa go diminerale tše di amanago le yona tša go swana le kaolin, quartz, le mica ka gare ga ore ya tlhago ya graphite. Theknolotši ye e ka humiša kudu ore ya tlhago ya graphite ka mphato wa ka fase ga 20% go ba graphite concentrate ka bohlweki bja 95%, yeo e šomišwago kudu bjalo ka didirišwa tše tala tša tšweletšo ya graphite ya tlhago ya bohlweki bjo bo phagamego-.
3.2 Alkali-Mokgwa wa Esiti
Tshepedišo ya tlhwekišo e akaretša go kopanywa ga alkali le acidolysis. Ka go kopanywa ga alkali, ditšhila ka gare ga graphite go swana le Al2O3, Fe2O3, SiO2, MgO, CaO di arabela le NaOH ka themperetšha ya godimo go bopa di-hydroxide tšeo di sa qhibidigego ka meetseng-; ditšhila tše dingwe (mohlala, SiO2) di tšweletša ditšweletšwa tše di qhibidigago ka meetse-, tšeo di tlošwago ka go tšholla meetse le go hlatswa. Ka acidolysis, graphite le hydroxides ka morago ga go kopanywa ga alkali di tswakwa le esiti ya hydrochloric ya tekanyo ye e itšego bakeng sa go tšholla ka go fiša, di di fetolela go ba di-chloride tše di qhibidigago tšeo ka morago di hlatswiwago ka meetse. Graphite ya bohlweki bjo bo phagamego - yeo e nago le bohlweki bja ka godimo ga 99% e ka hwetšwa ka morago ga acidolysis.
Ga bjale, mokgwa wa alkali-acid o šomišwa kudu ka intastering, ka mehola ya go swana le peeletšo ya fase ya nako e tee-, mphato wa godimo, le go fetofetoga ga tshepedišo ye maatla. Le ge go le bjalo, gape e na le mafokodi go akaretšwa nyakego ya godimo-themperetšha ya go fiša, tšhomišo ya maatla ye e phagamego, nako ye telele ya karabelo, tšhilafalo ye kgolo ya didirišwa, tahlegelo ye kgolo ya graphite, le tšhilafatšo ye kgolo ya meetse a ditšhila.
3.3 Mokgwa wa go Beša ka Chlorine
At about 1000℃, khase ya chlorine e tsenywa ka gare ga graphite. Ka go šomiša thepa ye maatla ya oxidizing ya chlorine, ditšhila tša oxide ya tšhipi ka gare ga graphite di oxidized go ba chlorides ka dithemperetšha tša fase tša gasification. Ka tlase ga themperetšha ye, di- chloride tša tšhipi di ka dirwa gase ka lebelo gomme tša tšhollwa ka bontši, tša lemoga tlhwekišo ya graphite.
Go beša ka chlorination ka kakaretšo go šomišwa bjalo ka tshepedišo ya tlaleletšo ya tlhwekišo ya graphite, go swana le ditshepedišo tše dingwe, gomme go na le mehola ye e lego molaleng kudukudu ka go tloša ditšhila tša tšhipi. Le ge go le bjalo, mpholo, go bola le tšhilafalo ya tikologo ya chlorine di thibela go tuma ga tshepedišo ye go fihla bokgoleng bjo bo itšego. Go tlaleletša, go thata go tšweletša graphite ya bohlweki bja ultra-high-, gomme tshepedišo ye e sa tsepamago le yona e ama tirišo ya yona ye e šomago.
3.4 Mokgwa wa Esiti ya Hydrofluoric
Ditšhila ka gare ga ore ye tala di arabela le esiti ya hydrofluoric go tšweletša difluoride tše di qhibidigago ka meetseng le difluorosilicates, tšeo di tlošwago ka go hlatswa ka meetse go hwetša graphite ya maemo a godimo-.
Mehola ye megolo ya mokgwa wa esiti ya hydrofluoric ke bokgoni bjo bo phagamego bja go tloša ditšhila, maemo a godimo a setšweletšwa, khuetšo ye nnyane go tshepedišo ya graphite, le tšhomišo ya maatla a fase. Go se loke ke gore esiti ya hydrofluoric e na le mpholo kudu ebile e a bola, e nyaka magato a tiilego a tšhireletšo ya polokego tšweletšong, gomme peeletšo ya godimo ya tšhireletšo ya tikologo e fokotša kudu phadišano ya yona ya ekonomi.
3.5 Mokgwa wa go Hlwekiša Thempheretšha ya Godimo-
Go ya ka molaotheo wa gore graphite e na le ntlha ya godimo ya go bela mola ditšhila tše dingwe di na le dintlha tša fase tša go bela, graphite ya tlhago yeo e nago le diteng tša khapone tša go ka ba 80% e bewa ka sebjaneng sa tlhwekišo ka 1500℃go gase le go tloša ditšhila tša fase-tše di bela. Ke moka e tsena ka sebešong ka 25002800℃go tloša ditšhila tše ntši, gomme mafelelong sebešo ka 28003200℃ka dikgase tša maleba tša HF le HCl. Digase tše di arabela le ditšhila tša tšhipi tša go bela tša godimo-ka themperetšha ya godimo go bopa di-fluoride le di-chloride tša fase-go bela, tšeo di dirwago gase le go tšhollwa. Ka tsela ye, graphite ya tlhago e hlwekišwa go fihla go 99.99% ~ 99.9998% ya diteng tša khapone.
Mabaka a magolo ao a amago bohlweki bja graphite a akaretša boleng bja dilo tše tala, bohlweki bja graphite crucible, mokgwa wa go ruthetša wa graphitization le bogolo bja dikarolwana tša graphite. Tshepetšo ye e na le dinyakwa tše di phagamego tša bohlweki bja didirišwa tše tala, botse bja didirišwa le theknolotši ya didirišwa, ka tšhomišo ya maatla a godimo le peeletšo ye kgolo. Ka fao, tirišo ya yona ya bjale e lekanyeditšwe, kudukudu ka mafapheng a kgethegilego a go swana le sefofane, tšhireletšo ya setšhaba le intasteri ya nuclear yeo e nago le dinyakwa tša boleng bja graphite bjo bo phagamego kudu.
3.6 Mokgwa wa go Hlwekiša Gase ya Halogen
Ditirišo tša intasteri tša mafelelo a godimo - (mohlala, intasteri ya semiconductor) di nyaka bohlweki bja graphite ka godimo ga 99.999%, yeo e ka se fihlelelwego ka tlhwekišo ya themperetšha ya godimo e nnoši. Intasteri ka kakaretšo e amogela mokgwa wa go hlwekiša khase ya halogen (yeo gape e bitšwago tlhwekišo ya mmele). Ka themperetšha e oketšegilego ya sebjana le tekanyo ya lefeela, ditšhila tše dingwe ditšweletšweng tša graphite di fetoga ka go itiragalela. Bakeng sa ditšhila tše dingwe tšeo di nyakago dithemperetšha tše di phagamego, dikgase tša halogen (kudukudu chlorine le di- hydrocarbon tše di nago le halogen) di di fetoša go ba di- halide tšeo di nago le dintlha tša tlase tša go qhibidiga le tša go bela. Ka fase ga tiro ye e kopantšwego, ditšhila di a tlošwa go fihlelela tlhwekišo ya graphite.
4. Ditirišo tša Graphite ya Bohlweki bja Godimo-
4.1 Didirišwa tša go Tlotša
Bjalo ka ye nngwe ya ditlolo tše di tiilego tše di tlwaelegilego, sebopego sa graphite sa legato se e fa dithoto tša go itlotša. Ka tlase ga dikgateletšo tša go gatelela le tša go kuta nakong ya kgohlano ye e omilego le ditšhipi, magato a graphite a thelela, a bopa filimi ya phetišetšo ya graphite ye sesane godimo ga bokagodimo bja kgohlano ya tšhipi ka microscopically. Ka go realo, segokanyipalo sa kgohlano ye e omilego magareng ga graphite le tšhipi se fase go feta sa magareng ga ditšhipi, e dira gore e be sedirišwa se se tlwaelegilego sa go itlotša.
Metals ka tšepe -graphite kgohlano dipara hangata kenyeletsa 45 # tšepe, 40Cr tšepe, tšepe e sa tšoaneng, tšepe lahletsoeng, koporo motsoako, joalo-joalo The kgohlano le apara tshebetso ya graphite-metal dipara e haufi-ufi amanang le mofuta le thepa ea thepa tšepe. Go fokotša kgohlano le go apara magareng ga dipara tša kgohlano ya metšhene ke tsela ye kgolo ya go kaonafatša bokgoni le bophelo bja tirelo ya dikarolo tša metšhene. Go ithuta ditlamorago tša mošomo, themperetšha, lebelo la go thelela, sebopego sa bokagodimo le sebopego go thuša go katološa bophelo bja tirelo ya dipara tša kgohlano ya tšhipi ya graphite-.
4.2 Didirišwa tša go Tiiša
Graphite ye e atološitšwego e ka šongwa go ba graphite ye e fetofetogago ka morago ga kalafo ya ka morago ga -, ka segokanyipalo sa katološo ya phišo ya fase (1 × 10−6 ~ 30 × 10−6 K−1). Ga e brittle goba ya phatloga ka dithemperetšheng tša fase, goba go nolofala goba go gagabela ka dithemperetšheng tša godimo.
Ge go bapetšwa le didirišwa tša setšo tša go tiiša (asbestos, rabara, cellulose le ditswaki tša tšona), graphite ye e fetofetogago e na le themperetšha ya tirelo ye e nabilego (200 ~ 450℃ka moyeng). Ka fao, graphite ye e atološitšwego e šomišwa kudu bjalo ka dilo tša go tiiša ka metšheneng, metallurgy, dikoloi, go aga dikepe, petrochemical le mafapheng a mangwe.
4.3 Kgabo-Didirišwa tša go thibela
Graphite ye e atološitšwego e ka kopanywa le dipolymer, di-resin, bjalobjalo go tšweletša didirišwa tšeo di sa tšhumego. Tabeng ya mollo, graphite yeo e katološwago e atološwa ka lebelo go bopa legato le le katološitšwego la go thibela phišo godimo ga dilo tše di bonagalago, e nea go thibela phišo mo gobotse kudu le go thibela go lokollwa ga dikgase tše di nago le mpholo.
4.4 Didirišwa tša Motswako wa Elektrode
Graphite e katološwago e šomišwa go lokišetša didirišwa tše di fapafapanego tša eleketorode ya betri ka lebaka la bokagodimo bja yona bjo bo šomago bjo bo phagamego, go tsepama ga dikhemikhale mo go phagamego, conductivity ye botse ya phišo le ya mohlagase, le go lokišetša gabonolo. Sebopego sa yona se se tsepamego se thibela ka mo go atlegilego katološo ya bophagamo bja didirišwa tša eleketrode (mohlala, ka dibetri tša Li/S goba Li/Si) nakong ya go sepela ka dipaesekele, go kaonafatša bophelo bja modikologo.
Go feta fao, sekgoba se segolo sa magareng ga legato sa graphite ye e katološwago se fa sekgoba se segolo sa go tsenya Li+, Na+, Mg2+, Zn2+ ka gare ga dibetri tša bobedi tša tšhipi-ion (lithium-ion, sodium-ion, magnesium-ion, zinc-ion dibetri), go godiša bokgoni bja go monya le maatla segokanyipalo sa polokelo. Graphite e katološwago e ka šomišwa gape bjalo ka dilo tša eleketrode bakeng sa di-supercapacitor.
Go tlaleletša, ditswaki tša graphite tše di atološitšwego tše di nago le matrix ya polymer di bobebe, di theko ya fase - ebile go bonolo go di bopa. The thepa motlakase ka lokisoa haholo ka ho fetola tekanyetso ea atoloswa graphite.
4.5 Tšweletšo ya Setšo le ya Mafelelo-Mafelelo
Dielektrode tša metallurgical le intasteri ya foundry ke mašemo a magolo a tšhomišo ya setšo a graphite, a šomišwa kudu go tološa dielektrode le go tlotša bakeng sa go lahlela dibopego tša tšhipi, koporo, aluminiamo le ditšhipi tše dingwe tšeo e sego -ferrous. Nyakego ya graphite ka tšweletšong ya phensele e dula e sa fetoge.
Didirišwa tša graphite di na le sebopego se bonolo, tlhokomelo-free, go ganetša go apara, bokgoni bjo bo phagamego bja go rwala morwalo-le go ganetša khuetšo ye maatla, gomme di šomišwa kudu ka dikarolong tša didirišwa tša tekanyo ye kgolo ka maatla a nuclear, maatla a meetse, a sefofane le a sešole.
4.6 Didirišwa tša Matla a Nyutlelia
Graphite ya maatla a nuclear e šomišwa kudu ka gare ga mokokotlo wa di-reactor tše di fodilego tša khase ya themperetšha ya godimo-, go swana le diphaephe, dielemente tša makhura le dikarolo tša thekgo. Dibering le dibering tša tlhahlo ka dipompong tše kgolo tša nuclear tše di tšwetšego pele kua Russia bontši di šomiša graphite ya siliconized. Graphite e na le tshepedišo ye botse kudu ya nuclear gomme gantši e šomišwa bjalo ka modiriši le sebopego ka gare ga di-reactor.
4.7 Didirišwa tša Semiconductor
Ka intastering ya semiconductor, ditšweletšwa tša graphite di šomišwa kudu ka didirišweng tša kalafo ya phišo ya themperetšha ya godimo go swana le dibešo tša kgolo ya kristale, dibešo tša carbonization le dibešo tša graphitization.
Ditšweletšwa tša graphite tša bohlweki bjo bo phagamego tša -moloko wa boraro wa semiconductor silicon carbide (SiC) di akaretša di-crucible tša graphite, dithuthafatši le phofo ya kgolo ya kristale, yeo bohlweki bja yona bo laolago boleng bja dikristale tša SiC. Tlhokomelo ya graphite ya bohlweki bjo bjalo bjo bo phagamego - gantši e amogela mekgwa ya mmele - ya dikhemikhale, yeo e nyakago bohlweki bjo bogolo goba bjo bo lekanago le 99.9995%, ka mellwane ye e tiilego go ditšhila tša motho ka o tee ka o tee (mohlala, B Ka fase goba go lekana le 0.05×10−6, Al Ka fase goba go lekana le 0.05×106).
4.8 Didirišwa tša Taemane ya Maitirelo
Ga bjale, taemane ya kristale e tee - e hlamilwe kudu ka mokgwa wa High-Kgatelelo ya Godimo-Thempheretšha (HPHT) le mokgwa wa Chemical Vapor Deposition (CVD). CVD e šomiša dikgase tše di nago le hydrogen- (methane, hydrogen, bjalobjalo), tšeo di lebišago go ditšhila tša hydrogen le kgateletšego ka gare ga dikristale tša taemane. Taemane ya HPHT ka ditswaki tša setšo bjalo ka dihlohleletši e na le ditšhila tše itšego tša tšhipi, go dira gore tswako ya taemane ya "ultra-pure" e be thata kudu le tlhohlo.
Recent breakthroughs in static ultra-high pressure technology have enabled direct synthesis of diamond from graphite under extreme P-T conditions (>15 GPa, 2000 tekanyo ya ). Ka fase ga maemo a bjalo, graphite e fetoga taemane ka lebelo, e tšweletša di-aggregate tša polycrystalline tša bogolo bja disenthimithara- ka bohlweki bjo bo phagamego.
Mafetšo
Mehuta ye megolo ya graphite ye e šomišwago ka China e akaretša graphite ya bohlweki bjo bo phagamego -, graphite ya go gatelela ya isostatic, graphite ye e katološwago, graphite ya fluorinated, graphite ya colloidal le graphene. Go kaonafatša bohlweki bja graphite ke senyakwa se se tlwaelegilego gare ga ditšweletšwa ka moka tša graphite-ke motheo eupša e le tlhohlo.
Ge nyakego ya graphite ya bohlweki bjo bo phagamego-mafapheng a theknolotši ya godimo- e tšwela pele go gola gomme dinyakwa tša bohlweki di thoma go ba thata ka go oketšega, theknolotši ye e amanago le yona e mo legatong le bohlokwa e letetše diphetogo.
