科创中国

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新材料产业

需求背景

利用石墨耐酸、碱、抗腐蚀的性质，用酸、碱处理石墨精矿，使杂质溶解，然后洗涤掉，提高精矿品位。化学提纯可获品位为99%的高碳石墨。化学提纯有多种方法，国内应用最广的是氢氧化钠高温熔融法。

基本原理是在500℃以上高温条件下，使石墨中的杂质（以硅酸盐矿物为主）与烧碱，即NaOH起反应，生成水溶性反应物，用水浸取反应物，即可消除掉部分杂质，另一部分杂质，如铁的氧化物，碱熔后用HCl中和，生成可溶子水的氯化铁，用水洗涤即可除去。

上述工艺流程中，NaOH浓度为50%左右，与石墨按1：***的比例混合，即生产1 t高碳石墨消耗***左右。HCl的加入量约为石墨的30%。燃料用煤约为***。碱熔法所用设备主要有锚式搅拌机，熔融炉、螺旋浆搅拌机、V型洗涤槽等。回收率85—90%，投资15—20万元。这种，工艺虽较先进，但也存在耗水量大、石墨流失多，生产率较低，耗碱量大，且排放的废液污染环境等不足。

需解决的主要技术难题

开发一种以化学提纯、物理提纯方法相结合的新型石墨提纯技术，可以将高碳石墨（94%）提纯至***%以上，直接加工生产成本（不包括待提纯的石墨产品）控制在3200元以下，同时能够实现生产废酸回收再利用，生产废水经环保处理后达标排放。合作方可以提供相关技术支持进行合作开发，技术成果共同拥有，在后续该科技成果产业化后按比例分红。

期望实现的主要技术目标

项目计划总投资6500万元，项目执行期3年。第1年计划投资500万元，完成关键技术研究及工艺路线制定；第2年计划投资2000万元，完成产品实验室小试、中试，进入设备采购及试制阶段；第3年计划投资4000万元，进行厂房土建工程以及设备购置安装，建设完成年产3万吨低成本天然石墨提纯生产线。

需求解析

解析单位：“科创中国”双碳支撑产业科技服务团（中国化学会） 解析时间：2022-11-14

焦斌

中科院化学所，中国化学会产学研合作与促进工作委员会

常务副主任

综合评价

需求清晰，企业诉求合理。该需求难度大，涉及领域多，但从产品品质和附加值而言，值得研发！

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