阐释天然石墨深加工技术

一、内容简介

（一）优质可膨胀石墨的工业化生产技术

优质可膨胀石墨是生产优质柔性石墨的原料。该项目研制完成并试产了以对环境友好的双氧水为氧化剂，采用化学法制备优质可膨胀石墨技术。膨胀容积≥160 mL/g，膨胀后硫含量S≤800×10-6。目前还未见有类似的技术报道，已经申请中国发明专利（专利申请号：200410090866.2《使用硫酸双氧水制造低硫可膨胀石墨的方法》）。根据此项技术，包头晶元石墨公司按攻关计划完成了年产2000 t优质可膨胀石墨生产线的改建（见P527）。

（二）多孔石墨的制备技术与产品

多孔石墨（膨胀石墨）对油类具有超高吸附量，可有效控制水体的油类污染，是清华大学具有国际领先水平的研究成果，松装的膨胀石墨对重油的吸附量≥80 g/g。研发完成了用膨胀石墨制备低密度多孔石墨板的技术及产品，已经申报发明专利（申请号：200410037978.1一种有污染吸附剂的制备及其回收再生方法）。密度0.02～0.08g/cm3的低密度板，在水 润滑油系统中，吸附物质90%以上是润滑油，吸附量≥10 g/g。并且对印染废水也有优良去除COD污染效果。已在轧钢厂含油冷却水及毛纺厂污水处理中完成使用试验。并已开发了多孔石墨用于高能电池石墨的市场，包头晶元石墨公司并据此将攻关任务书中提出的建50t/a多孔石墨中试线指标扩大建成300t/a的生产线（见P528）。

（三）高纯石墨微粉的生产技术

高纯石墨微粉是高能电池石墨及核石墨的重要原料。本项目研发了高纯石墨微粉的工业化生产技术，以碳92%～94%的中炭石墨为原料，通过熔融碱及复合酸的浸渍处理，提纯（C）到≥99.9的高纯石墨，而后以气流粉碎技术制成d50＝8～20μm的微粉。研发了氮化硅陶瓷叶轮分级机，可防止金属污染，杂质中Fe小于50×10-6，Cr小于2×10-6，Ni小于5×10-6，Cu小于3×10-6，Mo小于1×10-6。清华大学已经获得实用新型专利（ZL200420084694.3）《一种用于高纯粉体分级的氮化硅陶瓷分级叶片》，包头晶元公司申请了发明专利：申请号（200410009068.2）《高纯细粉鳞片石墨加工工艺及系统》。根据市场需求，将原攻关建300t/a生产线指标扩大，建成1500t/a高纯石墨微粉生产线。

（四）柔性石墨双极板制备技术

以包头晶元石墨公司的优质可膨胀石墨为原料，制成高膨胀倍率膨胀石墨，模型直接成型为柔性石墨双极板。电导率≥105S/m，热导率≥100W/（m·K），透气率≤10-6μm2，均优于人工不透石墨加工的双极板。在合作单位北京飞驰绿能电源技术公司的质子交换膜燃料电池实用运行100 h以上，电池性能与进口人工石墨双极板电池相同。该项技术已申请发明专利并已获授权（专利号ZL200410008461.X）《一种柔性石墨双极板的制备方法》。

二、推广应用

该项目技术成果的产业化部分，取得了明显的经济和社会效益。包头晶元公司，依靠该项目成果产业化，在2001～2003年期间产值增加55%，利税增加68%。国内高能电池厂电池用石墨微粉已由进口改为由晶元公司供货。晶元公司的高纯石墨微粉已具有国际电池石墨的一流技术指标，优质可膨胀石墨80%以上出口。晶元公司与世界最大的电池生产集团杜拉塞尔（即金霸王）以及瑞士特密高公司、法国罗兰公司、SGL跨国集团建立了良好的商务合作，市场将进一步扩大。同时晶元公司2003年2月获得包头稀土新产业开发区2002年度“高新技术产业化突出贡献奖”。

三、鉴定、获奖、专利情况

项目成果申请了4项发明专利，其中1项已授权，申请并授权1项实用新型专利，在天然石墨深加工领域取得了一批具有自主知识产权的国际领先或先进的科技成果。项目期间共发表论文20多篇，其中SCI收录8篇。

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