石墨的工艺特性主要决定于它的结晶形态。结晶形态不同的石墨矿物,具有不同的工业价值和用途。工业上,根据结晶形态不同,将天然石墨分为三类。
1.致密结晶状石墨
致密结晶状石墨又叫块状石墨。此类石墨结晶明显晶体肉眼可见。颗粒直径大于0.1毫米。晶体排列杂乱无章,密块状构造。这种:石墨的特点是品位很高,一般含碳量为60~65%,有时达80~98%,但其可塑性和滑腻性不如鳞片石墨好。
2.鳞片石墨
石墨晶体呈鳞片状;这是在高强度的压力下变质而成的,有大鳞片和细鳞片之分。此类石墨矿石的特点是品位不高,一般在2~3%,或100~25%之间。是自然界中可浮性很好的矿石之一,经过多磨多选可得高品位石墨精矿。这类石墨的可浮性、润滑性、可塑性均比其他类型石墨优越;因此它的工业价值非常大。
3.隐晶质石墨
隐品质石墨又称非晶质石墨或土状石墨,这种石墨的晶体直径一般小于1微米,是微晶石墨的集合体,只有在电子显微镜下才能见到晶形。此类石墨的特点是表面呈土状,缺乏光泽,润滑性也差。品位较高。一般的60~80%。少数高达90%以上。矿石可选性较差。
用途:
作为导电材料使用。用电弧炉或矿热电炉冶炼各种合金钢、铁合金或生产电石(碳化钙)、黄磷时,强大的电流通过炭素电极(或连续自焙电极———即电极糊)或石墨化电极导入电炉的熔炼区产生电弧,使电能转化成热能,温度升高到2000摄氏度左右,,从而达到冶炼或反应的要求。金属镁、铝、钠一般用熔 盐电解制取,这时电解槽的阳极导电材料都是采用石墨化电极或连续自焙电极(阳极糊、有时用预焙阳极)。熔盐电解的温度 一般在1000摄氏度以下。生产烧碱(氢氧化钠)和气的盐溶液电解槽的阳极导电材料,一般都用石墨化阳极。生产金刚砂(碳化硅)使用的电阻炉的炉头导 电材料,也是使用石墨化电极。 除上述用途外,炭和石墨制品作为导电材料广泛用于电机制造工业 作为滑环和电刷,此外还用作干电池中的炭棒,探照灯或产生弧光用的弧光炭棒,整流器中的阳极等。
石墨电极类
主要以石油焦、针状焦为原料,煤沥青作结合剂,经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工而制成,是在电弧炉中以电弧形式释放电能对炉料进行加热熔化的导体,根据其质量指标高低,可分为普通功率、高功率和超高功率。石墨电极包括:
(1)普通功率石墨电极。允许使用电流密度低于 17A/厘米2的石墨电极,主要用于炼钢、炼硅、炼黄磷等的普通功率电炉。
(2)涂层石墨电极。表面涂覆一层保护层的石墨电极,形成既能导电又耐高温氧化的保护层,降低炼钢时的电极消耗。
(3)高功率石墨电极。允许使用电流密度为18~25A/厘米2的石墨电极,主要用于炼钢的高功率电弧炉。
(4)高功率石墨电极。允许使用电流密度大于 25A/厘米 2的石墨电极。主要用于高功率炼钢电弧炉。