Tecnología de procesamiento profundo de grafito natural
(1. Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales, Universidad de Tsinghua; Beijing 100084; 2. Mongolia Interior Baotou Jingyuan Graphite Co ., Ltd. 014030)
p>Este proyecto es el resultado de cuatro años de cuidadosa investigación y desarrollo por parte del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad de Tsinghua y Baotou Jingyuan Graphite Co., Ltd. Durante el Período del "Décimo Plan Quinquenal", el proyecto "863" y el proyecto del "Décimo Plan Quinquenal", industria-universidad-instituto de investigación Logros tecnológicos combinados y desarrollados conjuntamente.
1. Introducción al contenido
(1) Tecnología de producción industrial de grafito expandible de alta calidad
El grafito expandible de alta calidad es la materia prima para la producción de Grafito flexible de alta calidad. Este proyecto desarrolló y produjo una tecnología para la preparación química de grafito expandible de alta calidad utilizando peróxido de hidrógeno ecológico como oxidante. Volumen de expansión ≥160 ml/g, contenido de azufre después de la expansión ≤ 800×10-6. Actualmente no existen informes técnicos similares y mi país ha solicitado una patente de invención (número de solicitud de patente: 200410090866.2 "Método para producir grafito expandible con bajo contenido de azufre utilizando peróxido de hidrógeno con ácido sulfúrico"). Basándose en esta tecnología, Baotou Jingyuan Graphite Company completó la transformación de una línea de producción de grafito expandible de alta calidad con una producción anual de 2000 toneladas de acuerdo con el plan clave (ver P527).
(2) Tecnología y productos de preparación de grafito poroso
El grafito poroso (grafito expandido) tiene una capacidad de adsorción de petróleo ultraalta y puede controlar eficazmente la contaminación por petróleo en el agua. Es un resultado de investigación líder a nivel internacional de la Universidad de Tsinghua. La capacidad de adsorción del grafito expandido suelto para petróleo pesado es ≥ 80 g/g. Se han desarrollado tecnología y productos para preparar placas de grafito poroso de baja densidad utilizando grafito expandido. Se ha solicitado (número de solicitud: 200410037978.1, Un método para preparar y recuperar adsorbentes contaminados). Para tableros de baja densidad con una densidad de 0,02 ~ 0,08 g/cm3, en el sistema de aceite lubricante de agua, más del 90% de las sustancias adsorbidas son aceite lubricante y la capacidad de adsorción es ≥ 10 g/g. para la contaminación por DQO en el efecto de eliminación de aguas residuales de impresión y teñido. Se ha utilizado para tratar agua de refrigeración aceitosa en laminadores de acero y aguas residuales de fábricas de lana. El grafito poroso se desarrolló para el mercado de grafito para baterías de alta energía. En consecuencia, Baotou Jingyuan Graphite Company amplió el indicador para construir una línea piloto de grafito poroso de 50 t/a propuesta en la declaración de la misión de investigación a una línea de producción de 300 t/a (ver P528).
(3) Tecnología de producción de polvo de grafito de alta pureza.
El polvo de grafito de alta pureza es una materia prima importante para el grafito de baterías de alta energía y el grafito nuclear. Este proyecto desarrolló la tecnología de producción industrial de micropolvo de grafito de alta pureza. Usando grafito de carbono medio con un contenido de carbono del 92% ~ 94% como materia prima, sumergiéndolo en álcali fundido y ácido compuesto para purificar (c) a ≥99,9 grafito de alta pureza, y luego usando tecnología de trituración por flujo de aire para hacer d50 = 8 ~ 20μm de micropolvo. Se desarrolló un clasificador de impulsor cerámico de nitruro de silicio para evitar la contaminación por metales. Las impurezas son menos de 50×10-6 Fe, 2×10-6 Cr, 5×10-6 Ni, 3×10-6 Cu y 1×6 Mo. La Universidad de Tsinghua obtuvo una patente de modelo de utilidad (ZL200420084694.3) "Una hoja de clasificación de cerámica de nitruro de silicio para la clasificación de polvos de alta pureza", y la empresa Baotou Jingyuan solicitó una patente de invención: número de solicitud (200410009068.2) "Polvo fino de alta pureza". "Tecnología y sistema de procesamiento de grafito en escamas". De acuerdo con la demanda del mercado, se ampliará la línea de producción original de 300t/a y se construirá una línea de producción de polvo fino de grafito de alta pureza de 1500t/a.
(4) Tecnología de preparación de placas bipolares de grafito flexible
Utilizando grafito expandible de alta calidad de Baotou Crystal Graphite Company como materia prima, se fabrica y forma directamente grafito expandido con una alta tasa de expansión. en placas bipolares de grafito flexible. La conductividad eléctrica es ≥105S/m, la conductividad térmica es ≥100 w/(m·k) y la permeabilidad al aire es ≤10-6μm2, que son mejores que las placas bipolares procesadas con grafito artificial. La celda de combustible de membrana de intercambio de protones de Beijing Feichi Green Energy Power Technology Co., Ltd. ha estado funcionando durante más de 100 horas y su rendimiento es el mismo que el de las baterías bipolares de grafito artificial importadas. Esta tecnología ha solicitado patente de invención y ha sido autorizada (Patente No. ZL200410008461.x) "Método de preparación de placa bipolar de grafito flexible".
2. Promoción y Aplicación
La industrialización como parte de los logros tecnológicos de este proyecto ha logrado evidentes beneficios económicos y sociales. La empresa Baotou Jingyuan se basó en la industrialización de los resultados del proyecto. De 2001 a 2003, el valor de su producción aumentó un 55% y sus beneficios e impuestos aumentaron un 68%. El polvo de grafito utilizado por las fábricas nacionales de baterías de alta energía pasó de ser importado a ser suministrado por Crystal Company. El micropolvo de grafito de alta pureza de Jingyuan Company tiene indicadores técnicos de primera clase para el grafito de batería internacional y se exporta más del 80% del grafito expandible de alta calidad. Jingyuan Company ha establecido una buena cooperación comercial con Duracell, el grupo de producción de baterías más grande del mundo, así como con la empresa suiza Temico, la empresa francesa Roland y el grupo multinacional SGL, y el mercado se ampliará aún más. Al mismo tiempo, Jingyuan Company ganó el "Premio a la Contribución Destacada a la Industrialización de Alta Tecnología" de la Zona de Desarrollo de la Industria Emergente de Tierras Raras de Baotou en febrero de 2003.
Tres. Identificación, recompensas y patentes
Este proyecto ha solicitado 4 patentes de invención, de las cuales 1 ha sido autorizada y 1 patente de modelo de utilidad ha sido solicitada y autorizada. Ha obtenido una serie de derechos de propiedad intelectual independientes en. el campo del procesamiento profundo del grafito natural. Logros científicos y tecnológicos avanzados o líderes a nivel internacional.
Durante el proyecto, *** publicó más de 20 artículos, 8 de los cuales se incluyeron en SCI.