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高温气冷炉制备超细石墨粉的创新工艺

  高温气冷炉制备超细石墨粉的创新工艺主要涉及原料选择、制备过程以及提纯技术等多个方面。以下是对该创新工艺的详细分析:

  一、原料选择与处理

  原料选择:

  优选高质量的石油焦、针状焦或沥青焦等作为骨料粉末,这些原料具有较高的碳含量和较好的石墨化性能。

  还可以选择天然鳞片石墨作为原料,经过纯化、颗粒形貌修饰和分级处理,以满足高温气冷堆燃料元件对石墨粉体的要求。

  原料处理:

  对原料进行精细的破碎和筛分,以获得粒径均匀、形状规则的粉体。

  对粉体进行表面修饰,以改善其分散性和流动性,为后续工艺提供便利。

  二、制备过程创新

  混料与成型:

  将骨料粉末与粘结剂(如酚醛树脂)按一定比例混合均匀,形成混合物料。

  将混合物料放入等静压机内进行致密化处理,通过多次焙烧和多次浸渍等工艺,提高物料的致密性和强度。

  磨粉与分级:

  采用气流磨粉机对物料进行破碎磨粉,以获得粒度分布均匀、粒度较小的石墨粉体。

  对磨得的粉体进行整形和分级处理,去掉粉体的毛刺和菱角,使粉体的形状接近圆形或椭圆形,并去除较大颗粒和微细颗粒,以提高粉体的质量和稳定性。

  石墨化及高温提纯:

  将整形分级后的粉体放入高温提纯炉内进行石墨化处理,通过高温使粉体中的杂质和有害元素挥发或分解。

  在石墨化过程中,可以通入氯气和氟利昂等气体,以进一步降低产品的总灰分和总硼当量,提高产品的抗腐蚀性能和抗辐射性能。

  三、提纯技术创新

  高温化学提纯:

  利用化学反应将石墨中的杂质和有害元素转化为可分离的物质,从而实现提纯。这种方法具有提纯效果好、生产效率高的优点。

  高温物理提纯:

  通过物理方法,如高温熔融、高温蒸馏等,将石墨中的杂质和有害元素分离出来。这种方法适用于处理某些特定类型的杂质。

  四、工艺优势与应用前景

  工艺优势:

  创新工艺制备的超细石墨粉具有粒度分布均匀、纯度高、性能稳定等优点。

  制备过程中采用的微波辅助加热、气流磨粉等技术,提高了生产效率和产品质量。

  应用前景:

  超细石墨粉在核能、半导体、航空航天等领域具有广泛的应用前景。特别是在高温气冷堆燃料元件的制备中,超细石墨粉作为基体石墨材料的重要组成部分,对燃料元件的性能起着至关重要的作用。

  随着技术的不断进步和成本的降低,超细石墨粉的应用领域将不断拓展,为相关产业的发展提供有力支撑。

  综上所述,高温气冷炉制备超细石墨粉的创新工艺在原料选择与处理、制备过程以及提纯技术等方面均取得了显著进展。该工艺制备的超细石墨粉具有优异的性能和广泛的应用前景,将为相关产业的发展注入新的活力。


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