Grafiiditooted ja protsessid - tooraine kaltsineerimise põhimõtted

Aug 18, 2025

Jäta sõnum

Kaltsineerimine on soojuse töötlemise tahkete süsiniku toorainete protsess kõrgel temperatuuril (1200-1500 kraadi) õhukindlas keskkonnas. Kaltsineerimine on ravieelne samm süsiniku tootmisel. Erinevad tahked süsiniku toorained läbivad kaltsineerimise ajal olulised muutused elementaarses koostis ja mikrostruktuuris.

 

Antratsiit, naftakoks ja hilinenud pigi koks sisaldavad kõik teatud määral lenduvat ainet ja vajavad kaltsineerimist. Metallurgiline koks, millel on suhteliselt kõrge koksi temperatuur, on umbes samaväärne süsiniktaimedes kasutatava kaltsineerimise temperatuuriga ja seega saab seda niiskuse kuivatades välja anda. Naturaalset grafiiti saab ka kaltsineerida, et parandada selle niisutatavust. Üldiselt on kaltsineeritud materjal raskem ja rabedam, muutes purustamise, jahvatamise ja ekraani lihtsamaks.

 

Kaltsineerimise eesmärk on eemaldada tahkest süsiniku toorainest niiskus ja lenduvad ained, võimaldades neil täielikult kahaneda ja parandada nende termilist stabiilsust ning füüsikalisi ja keemilisi omadusi. Sissetulevate tahkete süsiniku toorainete niiskusesisaldus (massiosa) on tavaliselt vahemikus 3–10%. Liigne niiskus toormaterjalides muudab purustamise, lihvimise ja sõelumise keeruliseks ning mõjutab ka tooraine osakeste võimet sideaineid imada, muutes vormimise keeruliseks. Seetõttu peab kaltsineeritud materjali niiskusesisaldus (massifraktsioon) tavaliselt olema 0,3%.

 

Kui tooraine lenduv sisaldus on liiga kõrge, läbib toote kaltsineerimise ajal märkimisväärse mahu kahanemise, mis on tingitud suurte lenduvate ainete eraldamise tõttu, mis põhjustab deformatsiooni või isegi pragunemist. Seetõttu tuleb lenduvad ained toorainest eemaldada. Kaltsineerimise temperatuuridel, kui lenduvad ained vabanevad, läbivad suure molekulmassiga aromaatsed süsivesinikud keeruka lagunemise ja polükondensatsiooni reaktsioonid, muutes pidevalt nende molekulaarset struktuuri ja kahandades järk-järgult toorainet ise, suurendades sellega selle tihedust ja mehaanilist tugevust. Üldiselt on samal temperatuuril, mida suurem on kaltsineeritud materjali tegelik tihedus, seda lihtsam on seda graafiliseerida.