Grafit se široce používá v nové energetice, elektronice, letectví, letectví, jaderné energetice a vojenském průmyslu a je oslavován jako klíčová surovina podporující rozvoj strategických vznikajících průmyslových odvětví mé země v 21. století. Země a regiony, jako je EU, USA a Austrálie, jej uvádí jako klíčový zdroj. V polovodičovém průmyslu se produkty z grafitu široce používají v zařízeních pro vysokoteplotní tepelné zpracování, jako jsou pece pro růst krystalů, karbonizační pece a pece pro grafitizaci. Vysoce čisté grafitové produkty používané v polovodičovém karbidu křemíku třetí-generace zahrnují grafitové kelímky pro růst krystalů, grafitové ohřívače a grafitový prášek; jejich čistota hraje rozhodující roli v kvalitě krystalů karbidu křemíku.
Díky technologickému vývoji a iteraci jsou technologie čištění grafitu v současné době klasifikovány do pěti kategorií: flotace, alkalická -kyselá metoda, metoda kyseliny fluorovodíkové, metoda chloračního pražení a metoda vysokoteplotní -čištění.
Flotační metoda:Flotační metoda se používá především pro prvotní čištění grafitové rudy. Jeho základním principem je využití hydrofobnosti na povrchu samotných minerálních částic, případně vytvoření či zvýšení hydrofobicity po ošetření flotačními činidly. Povrch grafitu není snadno smáčitelný vodou, a proto má dobrou plovoucí schopnost, takže se snadno odděluje od nečistot. Flotační metoda má výhody nízké spotřeby energie a reagencie lze částečně znovu použít, ale čistota grafitu je omezená a je obtížné jej znovu čistit. Během procesu čištění dochází ke ztrátě grafitového prášku a míra regenerace je velmi nízká.
Alkalická-kyselá metoda:Grafit a hydroxid sodný se smísí a nechají reagovat při 650 stupních za vzniku ve vodě-nerozpustných hydroxidových sloučenin a částečně ve vodě-rozpustných produktů, které se promyjí vodou, aby se odstranily některé nečistoty; poté se alkalický-roztavený produkt smíchá s určitou koncentrací roztoku kyseliny chlorovodíkové a nechá reagovat při 60-90 stupních, aby se nečistoty změnily na rozpustné chloridy, poté se promyje vodou a nakonec se suší, čímž se získá grafitový produkt vysoké-čistoty. Výhody tohoto procesu spočívají v tom, že zařízení je jednoduché a snadno implementovatelné, jednorázová investice je malá a získaný produkt je vyšší kvality; nevýhodami je velká spotřeba energie, dlouhá reakční doba, závažná koroze zařízení, velké ztráty grafitu a vážné znečištění vody.
Metoda kyseliny fluorovodíkové:Nečistoty v surové rudě reagují s kyselinou fluorovodíkovou za vzniku fluoridu a kyseliny fluorokřemičité, které jsou snadno rozpustné ve vodě. Nečistoty v surové rudě se odstraní promytím vodou, aby se získal vysoce kvalitní grafit. Tento proces má vysokou účinnost odstraňování nečistot, vysoce kvalitní produkty, malý dopad na výkon grafitových produktů a nízkou spotřebu energie. Kyselina fluorovodíková je však vysoce toxická a žíravá a během výrobního procesu musí být instalován přísný bezpečnostní systém čištění odpadních vod, což vyžaduje velké investice do ochrany životního prostředí.
Způsob pražení chlorací:Smíchejte grafit s určitým množstvím redukčního činidla, vypražte ho při 1000 stupních ve specifické atmosféře a zaveďte plynný chlor pro reakci, aby se cenné kovy v materiálu přeměnily na chlorid a komplex v plynné fázi nebo kondenzované fázi s nižším bodem tání a unikly, čímž se oddělí od zbývajících složek, aby se dosáhlo účelu čištění grafitu. Tato metoda má nízkou spotřebu energie, vysokou účinnost čištění, vysokou rychlost regenerace a nízké náklady. Chlór je však toxický a korozivní pro kovové výrobky. Pokud unikne, způsobí vážné znečištění životního prostředí.
Vysokoteplotní metoda čištění:Využitím skutečnosti, že bod tání grafitu (3850 stupňů) je mnohem vyšší než bod varu nečistot v něm obsažených, se grafit zahřeje nad 2700 stupňů, takže nečistoty v grafitu se nejprve odpaří a unikají, aby se dosáhlo účelu čištění. Tímto procesem lze získat vysoce-čisté grafitové produkty, ale vysokoteplotní čisticí zařízení je drahé, spotřebovává hodně energie, má omezený rozsah výroby a má nízký výkon.
Kromě výše uvedených pěti-známých metod čištění grafitu se v posledních letech s rychlým rozvojem polovodičové technologie třetí-generace zrodil nový typ metody čištění grafitu, konkrétněfyzikální a chemická metoda čištění.
Fyzikální a chemická metoda čištění spočívá v umístění grafitových produktů, které je třeba čistit, do vakuové pece a jejich ohřevu. Zvýšením vakua v peci se nečistoty v grafitových produktech automaticky vypařují, když dosáhnou tlaku nasycených par. Kromě toho se halogenový plyn používá k přeměně oxidů s vysokými teplotami tání a varu v nečistotách grafitu na halogenidy s nízkými teplotami tání a varu, aby se dosáhlo čisticího účinku.