Grafit je široko používaný v novej energetike, elektronike, letectve, kozmonautike, jadrovej energetike a vojenskom priemysle a je oslavovaný ako kľúčová surovina podporujúca rozvoj strategicky vznikajúcich priemyselných odvetví mojej krajiny v 21. storočí. Krajiny a regióny ako EÚ, USA a Austrália ho uvádzajú ako kľúčový zdroj. V polovodičovom priemysle sa grafitové produkty široko používajú vo vysokoteplotných zariadeniach na tepelné spracovanie, ako sú pece na rast kryštálov, karbonizačné pece a grafitizačné pece. Grafitové produkty vysokej{5}}čistoty používané v tretej-generácii polovodičového karbidu kremíka zahŕňajú grafitové tégliky na rast kryštálov, grafitové ohrievače a grafitový prášok; ich čistota hrá rozhodujúcu úlohu v kvalite kryštálov karbidu kremíka.
Vďaka technologickému vývoju a opakovaniu sú technológie čistenia grafitu v súčasnosti rozdelené do piatich kategórií: flotácia, alkalická -kyselinová metóda, metóda kyseliny fluorovodíkovej, metóda chloračného praženia a metóda vysokoteplotného{1}} čistenia.
Flotačná metóda:Flotačná metóda sa používa hlavne na prvotné čistenie grafitovej rudy. Jeho základným princípom je využitie hydrofóbnosti na povrchu samotných minerálnych častíc alebo vytvorenie alebo zvýšenie hydrofóbnosti po úprave flotačnými činidlami. Povrch grafitu nie je ľahko zmáčateľný vodou, a preto má dobrú plávateľnosť, vďaka čomu sa dá ľahko oddeliť od nečistôt. Flotačná metóda má výhody nízkej spotreby energie a reagenty možno čiastočne znovu použiť, ale čistota grafitu je obmedzená a je ťažké ho znova vyčistiť. Počas procesu čistenia dochádza k strate grafitového prášku a miera regenerácie je veľmi nízka.
Alkalická-kyselinová metóda:Grafit a hydroxid sodný sa zmiešajú a nechajú reagovať pri 650 stupňoch za vzniku vo vode-nerozpustných hydroxidových zlúčenín a čiastočne vo vode-rozpustných produktov, ktoré sa premyjú vodou, aby sa odstránili niektoré nečistoty; potom sa alkalický-roztavený produkt zmieša s určitou koncentráciou roztoku kyseliny chlorovodíkovej a nechá reagovať pri 60-90 stupňoch, aby sa nečistoty zmenili na rozpustné chloridy, potom sa premyje vodou a nakoniec sa vysuší, čím sa získa grafitový produkt s vysokou-čistotou. Výhody tohto procesu spočívajú v tom, že zariadenie je jednoduché a ľahko realizovateľné, jednorazová investícia je malá a získaný produkt je vyššej kvality; nevýhodou je veľká spotreba energie, dlhý reakčný čas, závažná korózia zariadenia, veľké straty grafitu a vážne znečistenie vody.
Metóda kyseliny fluorovodíkovej:Nečistoty v surovej rude reagujú s kyselinou fluorovodíkovou za vzniku fluoridu a kyseliny fluorokremičitej, ktoré sú ľahko rozpustné vo vode. Nečistoty v surovej rude sa odstránia premytím vodou, čím sa získa grafit vysokej kvality. Tento proces má vysokú účinnosť odstraňovania nečistôt, produkty vysokej kvality, malý vplyv na výkonnosť grafitových produktov a nízku spotrebu energie. Kyselina fluorovodíková je však vysoko toxická a korozívna a počas výrobného procesu musí byť nainštalovaný prísny bezpečnostný systém čistenia odpadových vôd, čo si vyžaduje veľké investície do ochrany životného prostredia.
Metóda chloračného praženia:Zmiešajte grafit s určitým množstvom redukčného činidla, opražte ho pri 1000 stupňoch v špecifickej atmosfére a zaveďte plynný chlór na reakciu, aby sa cenné kovy v materiáli premenili na chlorid a komplex v plynnej fáze alebo kondenzovanej fáze s nižšou teplotou varu a unikli, čím sa oddelia od ostatných zložiek, aby sa dosiahol účel čistenia grafitu. Táto metóda má nízku spotrebu energie, vysokú účinnosť čistenia, vysokú rýchlosť regenerácie a nízke náklady. Chlór je však toxický a korozívny pre kovové výrobky. Ak dôjde k úniku, spôsobí vážne znečistenie životného prostredia.
Spôsob čistenia pri vysokej teplote:Využitím skutočnosti, že bod topenia grafitu (3850 stupňov) je oveľa vyšší ako bod varu nečistôt v ňom obsiahnutých, sa grafit zahreje na viac ako 2700 stupňov, takže nečistoty v grafite sa najskôr odparia a uniknú, aby sa dosiahol účel čistenia. Pomocou tohto procesu je možné získať vysoko-čisté grafitové produkty, ale vysokoteplotné čistiace zariadenia sú drahé, spotrebúvajú veľa energie, majú obmedzený rozsah výroby a majú nízky výkon.
Okrem vyššie uvedených piatich-známych metód čistenia grafitu sa v posledných rokoch s rýchlym rozvojom polovodičovej technológie tretej-generácie zrodil nový typ metódy čistenia grafitu, konkrétnefyzikálna a chemická metóda čistenia.
Fyzikálnym a chemickým spôsobom čistenia je umiestnenie grafitových produktov, ktoré je potrebné vyčistiť, do vákuovej pece a ich ohrev. Zvýšením vákua v peci sa nečistoty v grafitových produktoch automaticky vyparia, keď dosiahnu svoj tlak nasýtených pár. Okrem toho sa halogénový plyn používa na premenu oxidov s vysokými teplotami topenia a varu v grafitových nečistotách na halogenidy s nízkymi bodmi topenia a varu, aby sa dosiahol čistiaci účinok.