3.3氫氟酸法

石墨具有耐酸性，石墨中的硅酸鹽、石英等雜質(zhì)能與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)，因此，可選擇氫氟酸對(duì)石墨進(jìn)行提純。主要工藝流程為:將石墨與氫氟酸混合，使其在一定溫度下反應(yīng)一定的時(shí)間，從而生成可溶于水的化合物或揮發(fā)物，然后經(jīng)水洗脫去雜質(zhì)，脫水烘干后得到純化后的石墨產(chǎn)品。為了避免雜質(zhì)金屬離子生成沉淀，一般在氫氟酸中加入少量的稀硫酸、稀鹽酸、稀硝酸或氟硅酸。氫氟酸法提純石墨的過程中所發(fā)生的主要反應(yīng)如式(11)~(15)。氫氟酸與鈣、鎂、鐵等金屬氧化物發(fā)生反應(yīng)，其反應(yīng)如式(16)~(18)。反應(yīng)過程中生成的氟硅酸又可以除去鈣、鎂、鐵等雜質(zhì)沉淀，反應(yīng)如式(19)~(21)。

氫氟酸有劇毒，所以需要配合其他酸對(duì)石墨進(jìn)行提純，在有效減少氫氟酸用量的同時(shí)，可以減少對(duì)環(huán)境的污染。荊正強(qiáng)等采用氫氟酸、鹽酸混酸法提純莫桑比克某石墨礦，當(dāng)溫度為45時(shí)，該石墨礦在50%的鹽酸(HC1濃度36%)和20%的氫氟酸(HF濃度為50%)用量下浸出8h后洗滌3次，可將品位為95.68%的石墨提純至99.95%;所得的石墨產(chǎn)品可用于鋰離子電池負(fù)極材料的制備，采用該工藝對(duì)石墨提純后，石墨精粉的附加值不僅提高，而且為莫桑比克石墨礦的開發(fā)應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

任曉聰?shù)炔捎昧蛩?氫氟酸分步提純河南南陽固定碳含量為79.03%的石墨礦，研究表明，在外加磁場的作用下，縮短了反應(yīng)時(shí)間，提高了反應(yīng)效率。試驗(yàn)采用6mol/L的硫酸90ml與石墨在80℃下反應(yīng)2h后洗滌，并烘干，再將烘干的石墨產(chǎn)品與80mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的氫氟酸在50℃下反應(yīng)2h，最終洗滌、烘干，可獲得固定碳含量為98.65%的高純石墨。該方法具有工藝簡單，反應(yīng)效率高的特點(diǎn)。

張然等利用硫酸-氫氟酸分步提純黑龍江某鱗片石墨，在溫度為90℃時(shí)，采用濃度為30%~60%的硫酸與石墨反應(yīng)2h，得到的石墨產(chǎn)品再與濃度為20%的氫氟酸常溫反應(yīng)2h，最終將含碳量為97%的高碳石墨的純度提高2.94個(gè)百分點(diǎn)。與常用的混酸法相比，分步法可縮短反應(yīng)時(shí)間、降低浸出成本，且使用后的硫酸和氫氟酸廢液可循環(huán)使用于高碳石墨和中碳石墨的提純，為該石墨加工企業(yè)提供了一個(gè)合理可行的生產(chǎn)途徑。

氫氟酸法適合于高碳石墨的提純，具有工藝流程簡單，提純后的石墨精礦品位高，成本低的優(yōu)點(diǎn)，但氫氟酸易揮發(fā)且有劇毒，使用不當(dāng)會(huì)造成安全事故和污染環(huán)境，因此，在使用過程中必須做好安全防護(hù)措施，產(chǎn)生的廢水必須進(jìn)行集中處理達(dá)標(biāo)后才能排放。