Development of the state-of-the-art technologies for improvement of quality of cryptocrystalline graphite

Abstract

Проанализированы различные технологические варианты химической активации скрытокристаллического графита Курейского месторождения. Показано, что в качестве активатора могут быть использованы серная и азотная кислоты. При этом наибольшая эффективность активации, оценённая по изменению элементного и фазового составов, энергии активации, межплоскостного расстояния и т.д., достигается при активации графита смесью серной кислоты с окислителем. В этом случае после химической активации в составе графита значительно снижается содержание железа, магния и кальция, а содержание серы увеличивается в 1,3–1,5 раза. Исследование фазового состава показало, что в составе химически активированного графита присутствуют кварц, оксид кальция, сульфат железа и комплексное соединение углерода, водорода, серы. Соединения типа пирита, халькопирита, пирротина, сульфита железа не наблюдались. Основная фракция у природного и химически активированного графита является размером от 10–50 мкм (средний размер природного графита ГЛС-2 составляет 14,8 мкм, а у химически активированного графита марки ГЛС-2О — 12,3 мкм). Энергия активации окисления графита по уравнению Аррениуса (по данным дифференциально-термического анализа) у природного графита составляет 42,51 кДж/моль, а у химически активированного — 48,8 кДж/моль. Отмечено, что химическая активация не меняет типа сингонии решётки, но из-за внедрения соединений серы в слои графита наблюдается незначительное увеличение межплоскостного расстояния (с 3,344 до 3,349 Å).