Polvo de grafito natural

Resistente al calor:El polvo de grafito posee propiedades excepcionales de resistencia al calor y conductividad térmica. En aplicaciones metalúrgicas, donde las temperaturas extremas son habituales, estas cualidades resultan inestimables. Ya sea en crisoles, moldes o como parte de revestimientos especializados, el polvo de grafito garantiza la estabilidad bajo calor intenso, lo que contribuye a una transferencia de calor eficiente y una distribución uniforme de la temperatura.

Conductor eléctrico:Para aplicaciones que requieren conductividad eléctrica, como en la producción de componentes electrónicos, el polvo de grafito fino es la opción preferida. Su naturaleza conductora lo convierte en un candidato excelente para la fabricación de contactos eléctricos, escobillas y otros componentes donde es fundamental un flujo de electricidad confiable.

Precisión mejorada:La moldeabilidad del grafito lo convierte en un material preferido en aplicaciones de fundición. Cuando se pulveriza finamente, se convierte en un componente ideal para compuestos de moldeo. El polvo ayuda a crear moldes precisos, lo que garantiza la fundición de formas metálicas complejas con defectos mínimos.

Aislamiento térmico eficaz:En algunos procesos metalúrgicos es esencial mantener temperaturas específicas. El polvo de grafito, cuando se integra en materiales aislantes, contribuye a un aislamiento térmico eficaz, lo que lo hace beneficioso en la producción de semiconductores y aleaciones especializadas.

Resistente a la corrosión:Los metales expuestos a entornos hostiles son susceptibles a la corrosión. El polvo de grafito, cuando se utiliza en revestimientos, forma una capa protectora que mejora la resistencia a la corrosión. Esta cualidad permite que el polvo de metal sea útil en industrias que manejan productos químicos agresivos o en aplicaciones marinas donde los metales están expuestos al agua salada.

Electrodos de grafito
El uso final más importante del grafito sintético primario es la producción de electrodos de grafito. Estos pueden soportar corrientes muy altas y se producen moldeando el grafito sintético hasta obtener la forma correcta directamente después de la fabricación del grafito. Los electrodos de grafito se utilizan principalmente en hornos de arco eléctrico (EAF) para la producción de acero, hierro y metales no ferrosos.

Refractarios
Los aditivos de grafito se utilizan en la producción de materiales refractarios para entornos de alta temperatura, como revestimientos para hornos, incineradores y reactores. Los refractarios son el segundo mercado más importante para el grafito después de los electrodos. El grafito se utiliza para aumentar la eficacia del producto refractario final mediante:

a: Aumento de la conductividad térmica
b: Disminución del gradiente térmico entre las caras calientes y frías del producto, reduciendo así la expansión.
c: Repeler escoria fundida
d: Aumentar la vida útil del producto.
e: Aumenta la capacidad del producto para soportar choques térmicos/corrosión, mejorando así el rendimiento a temperaturas más altas.
f: Reducir la mojabilidad de los metales fundidos para que no afecten al producto final.

Baterías
El crecimiento del mercado de baterías sigue dando forma a la industria del grafito, respaldado por la creciente demanda de grafito natural y sintético como material activo para el ánodo de las baterías de iones de litio. El grafito se utiliza en las baterías para mejorar la conductancia eléctrica y, al mismo tiempo, permanecer químicamente inerte y estable frente a la corrosión. En las baterías de iones de litio, el grafito es un componente principal del ánodo, que actúa como anfitrión de los iones de litio. El grafito también se utiliza en cantidades más pequeñas en otros tipos de baterías, principalmente como aditivo conductor de electricidad. Las pilas de combustible han asumido una parte cada vez mayor del mercado de baterías. Mientras que las baterías tradicionales solo almacenan energía eléctrica, las pilas de combustible también tienen capacidad de generación.

Lubricantes
La estructura atómica única del grafito lo hace adecuado para su uso en lubricantes comerciales e industriales. El grafito consta de capas diferenciadas, unidas débilmente entre sí, de modo que las capas se deslizan unas sobre otras y se depositan fácilmente sobre una superficie de contacto. Esta estructura le confiere al grafito un nivel de fricción muy bajo. El grafito se puede utilizar como lubricante en forma de polvo sólido, o se puede aplicar como una película o dentro de una dispersión fluida.

Recarburación
Los aditivos de carbono se introducen en algunos hierros y aceros, cuando están en forma líquida fundida, para aumentar el contenido de carbono y mejorar el rendimiento final. El proceso de añadir carbono se denomina recarburación, aunque también se conoce como carburación, carburización o elevación de carbono. El término recarburación también tiene un significado más especializado dentro de la industria: reponer el carbono perdido durante el proceso de fabricación. Los aditivos de carbono utilizados para este propósito suelen incluir mezclas de grafito sintético, grafito natural, coque de petróleo calcinado, coque metalúrgico, antracita o materiales similares.

Formas de grafito
El grafito se puede mecanizar fácilmente en una variedad de formas. Las formas de grafito son términos generales que se utilizan para describir productos de grafito sólidos y moldeados que se utilizan en muchas industrias, a menudo en aplicaciones de temperatura elevada. Los usuarios finales incluyen las industrias aeroespacial, automotriz, de maquinaria industrial y electrónica.

Compuestos de fibra de carbono/fibra y especialidades de grafito
Hoy en día, los materiales compuestos y las soluciones basadas en grafito desempeñan un papel fundamental en las aplicaciones de automoción y seguirán haciéndolo en el futuro. Ya sea para la carrocería y las piezas principales, el tren de potencia, el bloque motor o el sistema de frenos: como socio de desarrollo y componentes de larga data de la industria automotriz, suministramos materiales y componentes de alta calidad tanto para la movilidad eléctrica como para la no eléctrica. La fibra de carbono es significativamente más ligera que los materiales convencionales. Por lo tanto, es obvio que cada vez se utilizan más estructuras compuestas para el desarrollo de componentes. Reducen el peso de los vehículos y, por lo tanto, garantizan menores emisiones de CO2.

Existen algunos métodos de purificación que incluyen el uso de ácido fluorhídrico, ácido alcalino, flotación, tostación por cloración y alta temperatura, que es el método de purificación física. Los otros métodos se clasifican como métodos de purificación química. La purificación a alta temperatura o térmica se realiza a temperaturas superiores a los 2500 grados y produce un grafito de mayor pureza. Sin embargo, este proceso implica la necesidad de construir y operar hornos de temperatura costosos, tiene un alto consumo de energía y aumenta la contaminación ambiental.

El proceso de purificación inicial incluye el proceso de trituración que libera las hojuelas de grafito de la roca madre mineral. Esto ayuda a mejorar la eficiencia de beneficio. El tamaño de las hojuelas y el contenido de carbono del grafito de origen son los factores más importantes para determinar la calidad final del grafito. El método de trituración se decide en función del tipo de mineral de grafito. A continuación viene la molienda y el cribado para garantizar la máxima recuperación de las hojuelas de grafito, lo que conduce a la etapa final, que es el proceso de purificación real utilizando los métodos mencionados anteriormente.

La purificación química elimina aún más las impurezas hidrófobas, siendo el lavado con ácido uno de los métodos más utilizados. Crea una reacción química entre los distintos ácidos utilizados y las sustancias impuras. No solo purifica el grafito, sino que también actúa como un pretratamiento antes del proceso de flotación. La purificación química puede ayudar a obtener grafito con un nivel de pureza de aproximadamente el 99,5 % y tiene un costo relativamente bajo en comparación con otros métodos. Además, tiene un menor impacto en el medio ambiente y el líquido residual se puede filtrar fácilmente.

Fabricación de grafito sintético (sg-bam): creación de precisión a través de la transformación
El proceso de producción de grafito sintético (SG-BAM) para los materiales de los ánodos de las baterías de iones de litio es una sinfonía de etapas de transformación. Cada paso desempeña un papel crucial a la hora de dar forma a las propiedades únicas del grafito sintético y garantizar su compatibilidad con los sistemas de almacenamiento de energía.

Producción de coque de petróleo verde:El proceso comienza con la creación de coque de petróleo verde, extraído del refinado del petróleo o del craqueo catalítico de aceites pesados. Este precursor inicial del carbono prepara el terreno para la síntesis del grafito sintético.

Calcinación:El coque de petróleo verde se somete a calcinación, un proceso de alta temperatura de alrededor de 1300-1400 grado. Este proceso térmico elimina las impurezas y los componentes volátiles del coque, lo que da lugar a la creación de coque de aguja. Esta forma enriquecida con contenido de carbono sirve como precursor ideal para la siguiente fase.

Grafitización:El coque de aguja entra en un horno eléctrico para su grafitización, donde las temperaturas superan los 2500 grados. Este calor extremo desencadena una reorganización de los átomos de carbono, transformando el coque en grafito. El proceso de grafitización imparte una conductividad mejorada y otras propiedades deseables al material de grafito.

Posprocesamiento:Después de la grafitización, pueden entrar en juego pasos de posprocesamiento adicionales. Se puede aplicar modelado, clasificación o recubrimiento para garantizar un empaquetado óptimo y reforzar el rendimiento de las baterías de iones de litio. Los detalles del posprocesamiento pueden variar según los requisitos particulares de las aplicaciones finales.

El proceso que va del coque de petróleo verde al grafito sintético es meticuloso y exige precisión y experiencia. Este proceso no solo garantiza un rendimiento constante, sino que también sienta las bases para sistemas de almacenamiento de energía fiables y eficientes.

Fabricación de grafito natural (ng-bam): elevando el tesoro de la naturaleza
La fabricación de grafito natural (NG-BAM) para los materiales de ánodo de baterías de iones de litio implica una serie de procesos de enriquecimiento y purificación. La diversidad inherente de la composición del grafito natural requiere una manipulación cuidadosa para garantizar su idoneidad para aplicaciones de almacenamiento de energía.

Beneficiación:El proceso comienza con la liberación de las hojuelas de grafito de la roca mineral anfitriona. El triturado inicial prepara el terreno para el beneficio, donde los procesos de molienda, cribado y flotación segregan las impurezas y producen un concentrado de grafito. Las dimensiones de las hojuelas y la composición del carbono influyen significativamente en la calidad final del grafito.

Esferonización:La anisotropía inherente del grafito natural (propiedades diferenciadas a lo largo de diferentes ejes cristalográficos) se mitiga mediante la esferonización. Este proceso produce una distribución de tamaño de partícula más estrecha, una densidad de compactación mejorada y una superficie específica reducida. Estas optimizaciones dan como resultado un rendimiento electroquímico consistente en diversas orientaciones.

Purificación:La lixiviación química, que implica ácidos como el fluorhídrico, el clorhídrico y el nítrico, elimina las impurezas del grafito en escamas. El tratamiento alcalino con reactivos como la cal viva neutraliza los componentes ácidos residuales. El resultado es un contenido de carbono que supera el 99,95 %, lo que lo hace adecuado para los materiales de ánodo de baterías de iones de litio.

Revestimiento:Las partículas esféricas de grafito purificado se recubren con una sustancia similar a la brea de alto punto de ablandamiento (brea HSP). La fusión en horno produce una capa de recubrimiento uniforme, que se carboniza mediante el calentamiento en una atmósfera inerte. Esto mejora el rendimiento y la estabilidad del ánodo de grafito en las baterías de iones de litio.

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