গ্রাফাইট, কার্বনের অ্যালোট্রপ হিসাবে, তার অনন্য স্ফটিক কাঠামোর কারণে অনেক বিশেষ বৈশিষ্ট্যের অধিকারী। গ্রাফাইট স্ফটিক ষড়ভুজাকার সিস্টেমের অন্তর্গত এবং একটি স্তরযুক্ত বিন্যাস আছে। প্রতিটি স্তরে, কার্বন পরমাণু একে অপরের সাথে একটি অনন্য বিন্যাসে সংযুক্ত থাকে, ছয়টি কার্বন পরমাণু একই সমতলে নিয়মিত ষড়ভুজাকার বলয় তৈরি করে এবং প্রতিটি কার্বন পরমাণু তিনটি সংলগ্ন কার্বন পরমাণু দ্বারা বেষ্টিত থাকে। কার্বন পরমাণু সমতলের লম্ব দুটি 2p ইলেকট্রন, হাইব্রিডাইজেশনের সাথে জড়িত নয়, স্ফটিক জালির মধ্যে অবাধে চলাচল করতে পারে এবং π বন্ধন তৈরি করতে ওভারল্যাপ করতে পারে, এইভাবে গ্রাফাইটকে ভাল বৈদ্যুতিক এবং তাপ পরিবাহিতা প্রদান করে।
গ্রাফাইট একটি চমৎকার কন্ডাকটর, যা শুধুমাত্র ভালো তাপ পরিবাহিতাই নয় বরং অসামান্য বৈদ্যুতিক পরিবাহিতাও রাখে। একই সময়ে, এটি উচ্চ নিয়মিত দৃঢ়তা এবং শক্তি প্রদর্শন করে, এমনকি 3600 ডিগ্রির বেশি তাপমাত্রার পরিবেশেও এর শক্তিশালী এবং স্থিতিশীল বৈশিষ্ট্য বজায় রাখে। গ্রাফাইট তার চমৎকার লুব্রিকেটিং বৈশিষ্ট্য, রাসায়নিক জড়তা এবং জারা প্রতিরোধের জন্যও অত্যন্ত পছন্দের, যা এটিকে অনেক ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে প্রযোজ্য করে তোলে [3]।
প্রাকৃতিক গ্রাফাইটের বিভিন্ন স্ফটিক রূপের উপর ভিত্তি করে, এটিকে শিল্পগতভাবে স্ফটিক গ্রাফাইট এবং এফানিটিক (নিরাকার) গ্রাফাইটে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে। এর মধ্যে, আরও ভাল স্ফটিকতা সহ স্ফটিক গ্রাফাইটকে আরও উপবিভক্ত করা যেতে পারে লাম্প গ্রাফাইট (ম্যাসিভ স্ফটিক গ্রাফাইট) এবং ফ্লেক গ্রাফাইট।
ফ্লেক গ্রাফাইট সাধারণত স্বতন্ত্র স্ফটিক হিসাবে বা পাতলা শীট এবং ফ্লেক্সের আকারে সমান্তরাল স্ফটিক ইন্টারগ্রোথ হিসাবে ঘটে। এটির স্ফটিক ফর্মটি সাধারণত ভালভাবে-বিকশিত হয় এবং প্রায়শই সমষ্টি হিসাবে ঘটে, স্ফটিক শস্যের আকার সাধারণত 1 μm-এর বেশি হয়। প্রাকৃতিকভাবে খননকৃত ফ্লেক গ্রাফাইট আকরিকের তুলনামূলকভাবে কম গ্রেড আছে, কিন্তু অন্যান্য ধরনের গ্রাফাইটের তুলনায়, এটি উচ্চতর ভাসমানতা, লুব্রিসিটি এবং প্লাস্টিকতা প্রদর্শন করে, যা সাধারণত ফ্লেক গ্রাফাইটকে উচ্চ অর্থনৈতিক মূল্য দেয়। লম্প গ্রাফাইটে সাধারণত প্রায় 60%-65% কার্বনের পরিমাণ থাকে, কিছু কিছু 80%-এর উপরে পৌঁছায়, তবে এর প্লাস্টিকতা এবং লুব্রিসিটি ফ্লেক গ্রাফাইটের তুলনায় নিকৃষ্ট।
এর দুর্বল স্ফটিকতার কারণে, অ্যাফেনিটিক গ্রাফাইটের স্ফটিক আকারবিদ্যা শুধুমাত্র একটি ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপের নীচে দৃশ্যমান, এবং এটি খালি চোখে মাটির মতো দেখায়; তাই, এটি মাটির, নিরাকার বা মাইক্রোক্রিস্টালাইন গ্রাফাইট নামেও পরিচিত। Aphanitic গ্রাফাইটের তুলনামূলকভাবে কম দীপ্তি রয়েছে এবং এর লুব্রিসিটি ফ্লেক গ্রাফাইটের সাথে তুলনা করা যায় না। যাইহোক, এর গ্রেড সাধারণত উচ্চতর হয়, কিছু এমনকি 90% এরও বেশি পৌঁছায় [4]।
2. গ্রাফাইটের অ্যাপ্লিকেশন
প্রাকৃতিক গ্রাফাইটের চমৎকার ভৌত রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে, যা বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশনের দিকে পরিচালিত করে। এটি ধাতুবিদ্যা, তৈলাক্তকরণ, সিলিং, পারমাণবিক শক্তি এবং শক্তি সঞ্চয় সহ অসংখ্য শিল্পে একটি অপরিবর্তনীয় এবং উল্লেখযোগ্য ভূমিকা পালন করে।
ধাতব শিল্পে, প্রাকৃতিক গ্রাফাইট অবাধ্য এবং ফাউন্ড্রি অ্যাপ্লিকেশনের জন্য একটি মূল কাঁচামাল। এর ভাল বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা এবং উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধের কাজে লাগিয়ে, গ্রাফাইট ইলেক্ট্রোডগুলি বৈদ্যুতিক আর্ক ফার্নেস স্টিল মেকিং-এর মূল উপাদান হিসাবে কাজ করে, উচ্চ-তাপমাত্রা গলানোর অবস্থার সাথে নির্ভরযোগ্যভাবে খাপ খাইয়ে নেয়৷ একই সাথে, গ্রাফাইট-ভিত্তিক অবাধ্য উপাদান, তাদের নির্ভরযোগ্য উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধ এবং ক্ষয় প্রতিরোধের, ব্যাপকভাবে ইস্পাত, অ-লৌহঘটিত ধাতু গলানোর এবং বিভিন্ন উচ্চ-তাপমাত্রার আস্তরণের কাঠামো হিসাবে ব্যবহৃত হয় যা তাদের মৌলিক ধাতব পদার্থ তৈরিতে ধাতব পদার্থ তৈরি করে। [৫]।
তৈলাক্তকরণের ক্ষেত্রে, লুব্রিকেন্টগুলি আধুনিক জীবনে অপরিহার্য, অটোমোবাইল, জাহাজ, বিমান এবং মেশিন টুলে ব্যবহৃত হয়। কিছু বিশেষ অবস্থার অধীনে, যেমন উচ্চ তাপমাত্রায়, তৈলাক্ত তেলের কার্যকারিতা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেতে পারে, প্রায়শই অপর্যাপ্ত তৈলাক্ততার ফলে। গ্রাফাইট স্তরগুলির মধ্যে বন্ধন বল দুর্বল, যা বাহ্যিক শক্তির অধীনে সহজে স্লাইডিং করার অনুমতি দেয়; অতএব, গ্রাফাইট চমৎকার লুব্রিকেটিং বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে এবং এটি একটি আদর্শ কঠিন লুব্রিকেন্ট। অধিকন্তু, এর উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধের কারণে, গ্রাফাইট-ভিত্তিক লুব্রিকেন্টগুলি উচ্চ তাপমাত্রার মতো চরম পরিবেশে কার্যকরভাবে কাজ করতে পারে, ভাল ফলাফল অর্জন করতে পারে [6]।
সিলিং ক্ষেত্রে, গ্রাফাইট সিলিং উপকরণ, তাদের অসামান্য জারা প্রতিরোধের, উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধের, এবং কাঠামোগত স্থিতিশীলতার কারণে, রাসায়নিক প্রকৌশল, যন্ত্রপাতি এবং ইলেকট্রনিক্সের মতো শিল্পগুলিতে ব্যাপক প্রয়োগ খুঁজে পায়। এর অনন্য স্তরযুক্ত কাঠামো এবং ভাল সিলিং বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে, প্রাকৃতিক গ্রাফাইট কার্যকরভাবে বিভিন্ন যান্ত্রিক সরঞ্জামগুলিতে সিল করার অবস্থার সাথে খাপ খাইয়ে নিতে পারে, জটিল এবং কঠোর পরিবেশে স্থিতিশীল কর্মক্ষমতা বজায় রাখতে পারে এবং সিলিং উপাদানগুলির পরিষেবা জীবনকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রসারিত করতে পারে [5]। উপরন্তু, ছিদ্রযুক্ত, উচ্চ-সারফেস-শক্তি সম্প্রসারিত গ্রাফাইটকে সংকুচিত করে নমনীয় গ্রাফাইট শীট তৈরি করতে পারে। তাদের উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধের, জারা প্রতিরোধের, রাসায়নিক স্থিতিশীলতা এবং নির্দিষ্ট যান্ত্রিক শক্তির কারণে, এই শীটগুলি বিশেষ পরিস্থিতিতে কার্যকরভাবে কাজ করতে পারে, নমনীয় গ্রাফাইটকে "সিলিং রাজা" [6] খ্যাতি অর্জন করে।
পারমাণবিক শক্তি সেক্টরে, উচ্চ-বিশুদ্ধতা প্রাকৃতিক গ্রাফাইট হল পারমাণবিক চুল্লিতে নিউট্রন মডারেটর তৈরির মূল কাঁচামাল। এর চমৎকার নিউট্রন পরিমিত কর্মক্ষমতা এবং উচ্চ-তাপমাত্রার কাঠামোগত স্থিতিশীলতা এটিকে পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্র এবং পারমাণবিক গবেষণা সুবিধাগুলির জন্য একটি মূল উপাদান করে তোলে। নির্দিষ্ট ধরণের পারমাণবিক চুল্লিগুলিতে, প্রাকৃতিক গ্রাফাইট একটি কাঠামোগত উপাদান হিসাবেও কাজ করতে পারে, এটির ভাল যান্ত্রিক শক্তি, বিকিরণ প্রতিরোধের এবং উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধের জন্য দীর্ঘ-স্থায়ী উচ্চ তাপমাত্রা এবং তীব্র বিকিরণের চরম পরিস্থিতিতে স্থিতিশীল পরিষেবা, সহজেই বিকৃত বা ব্যর্থ না হয়ে পারমাণবিক সরঞ্জামের নিরাপদ অপারেশন।
শক্তি সঞ্চয়ের ক্ষেত্রে, নতুন শক্তি শিল্পের দ্রুত বিকাশের সাথে, প্রাকৃতিক গ্রাফাইটের বাজারের চাহিদা প্রসারিত হতে থাকে। লিথিয়াম ব্যাটারি শিল্পের দ্রুত বৃদ্ধি অ্যানোড সামগ্রীর জন্য বাজারের চাহিদাকে উল্লেখযোগ্যভাবে চালিত করেছে, এবং প্রাকৃতিক গ্রাফাইট, তার অনন্য ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল বৈশিষ্ট্য সহ, লিথিয়াম ব্যাটারি অ্যানোড তৈরির জন্য একটি পছন্দের কাঁচামাল। বর্তমানে, নতুন শক্তির যানবাহন, মোবাইল কমিউনিকেশন বেস স্টেশন এবং মাইক্রোগ্রিডের মতো অসংখ্য ক্ষেত্র তাদের মূল শক্তির উৎস হিসাবে লিথিয়াম ব্যাটারির উপর নির্ভর করে, যা নিশ্চিত করে যে গ্রাফাইট লিথিয়াম ব্যাটারি অ্যানোড সামগ্রী ভবিষ্যতের নতুন শক্তির বাজারে শক্তিশালী শিল্প প্রতিযোগিতার অধিকারী হবে [7]।
3. গ্রাফাইট পরিশোধন পদ্ধতি
বর্তমানে, প্রাকৃতিক গ্রাফাইট পরিশোধন পদ্ধতিগুলিকে ভৌত এবং রাসায়নিক পদ্ধতিতে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে। তাদের মধ্যে, শারীরিক শুদ্ধিকরণ পদ্ধতির মধ্যে প্রধানত ফ্লোটেশন এবং উচ্চ-তাপমাত্রা পদ্ধতি রয়েছে; রাসায়নিক পরিশোধন পদ্ধতির মধ্যে রয়েছে ক্ষার-অ্যাসিড পদ্ধতি, হাইড্রোফ্লোরিক অ্যাসিড পদ্ধতি, এবং ক্লোরিনেশন রোস্টিং পদ্ধতি।
3.1 ফ্লোটেশন পদ্ধতি
ফ্লোটেশন পদ্ধতি হল একটি খনিজ প্রক্রিয়াকরণ প্রক্রিয়া যা কঠিন খনিজগুলিকে তাদের পৃষ্ঠের ভৌত এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের পার্থক্যের ভিত্তিতে জলীয় সাসপেনশন থেকে পৃথক করে। গ্রাফাইটের পৃষ্ঠটি জল দ্বারা সহজে ভেজা হয় না, এটি ভাল ভাসমানতা দেয় এবং অমেধ্য থেকে সহজে পৃথকীকরণের অনুমতি দেয়, এটি ফ্লোটেশনের মাধ্যমে পরিশোধনের জন্য উপযুক্ত করে তোলে [8]।
ফ্লোটেশন পদ্ধতির সামগ্রিক প্রক্রিয়া প্রবাহে প্রধানত তিনটি মূল ধাপ রয়েছে: গ্রাইন্ডিং, ফ্লোটেশন সেপারেশন এবং মিডলিংস রিসার্কুলেশন। প্রথমত, কাঁচা প্রাকৃতিক গ্রাফাইট আকরিক চূর্ণ এবং স্থল হয়। যান্ত্রিক গ্রাইন্ডিংয়ের মাধ্যমে, গ্যাঙ্গু অমেধ্য থেকে গ্রাফাইট মনোমারের প্রাথমিক মুক্তি অর্জিত হয়, যা পরবর্তী বিচ্ছেদ ক্রিয়াকলাপের ভিত্তি স্থাপন করে। গ্রাইন্ড করার পরে, গ্রাফাইট সজ্জা নির্দিষ্ট রাসায়নিক বিকারকগুলির সাথে মিশ্রিত এবং ভেজানো হয়। বিকারক পরিবর্তনের মাধ্যমে, গ্রাফাইটের পৃষ্ঠের উত্তেজনা পার্থক্যগুলি অপ্টিমাইজ করা হয়, গ্রাফাইট এবং অপরিষ্কার খনিজগুলির মধ্যে ফ্লোটেবিলিটি ব্যবধানকে প্রশস্ত করে এবং দক্ষ অপবিত্রতা অপসারণের জন্য শর্ত তৈরি করে। পরবর্তীকালে, রাফিং, স্ক্যাভেঞ্জিং এবং পরিষ্কারের একাধিক পর্যায়ে জড়িত একটি সম্মিলিত ফ্লোটেশন প্রক্রিয়াটি ক্রমান্বয়ে সজ্জা থেকে অপরিষ্কার উপাদানগুলিকে অপসারণ করার জন্য নিযুক্ত করা হয়, কার্যকরভাবে গ্রাফাইট ঘনত্বের বিশুদ্ধতা বৃদ্ধি করে। ফ্লোটেশন প্রক্রিয়া চলাকালীন, গ্রাফাইটের ফ্লোটেবিলিটি আরও উন্নত করতে এবং বিচ্ছেদ দক্ষতা বাড়াতে উপযুক্ত ফ্লোটেশন রিএজেন্ট যোগ করা হয়। সাধারণত ব্যবহৃত শিল্প সংগ্রাহকের মধ্যে রয়েছে ডিজেল তেল, কেরোসিন, পাইন তেল ইত্যাদি। [৯]।
ফ্লোটেশন পদ্ধতি, গ্রাফাইট পরিশোধনের প্রথম ধাপ হিসেবে, প্রাথমিকভাবে কম{0}}কার্বন, বড়-ফ্লেক গ্রাফাইটের প্রিট্রিটমেন্টের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য। এই প্রক্রিয়াটির একটি পরিপক্ক প্রযুক্তি ব্যবস্থা, সহজ সহায়ক সরঞ্জাম, কম সামগ্রিক শক্তি খরচ এবং নিয়ন্ত্রণযোগ্য উৎপাদন খরচ রয়েছে, যা উল্লেখযোগ্য অর্থনৈতিক সুবিধা প্রদান করে। এটি শিল্প অ্যাপ্লিকেশনে একটি অত্যন্ত ব্যয়বহুল-কার্যকর গ্রাফাইট রাফ পরিশোধন প্রযুক্তি। যাইহোক, ফ্লোটেশন পদ্ধতির উল্লেখযোগ্য সীমাবদ্ধতা রয়েছে এবং মাইক্রোক্রিস্টালাইন গ্রাফাইটের দক্ষ পরিশোধনের জন্য উপযুক্ত নয়। স্ফটিক গ্রাফাইটের তুলনায়, মাইক্রোক্রিস্টালাইন গ্রাফাইটে সাধারণত কম সামগ্রিক অপবিত্রতা থাকে, তবে এর অনন্য অপরিচ্ছন্নতা অবস্থা উল্লেখযোগ্যভাবে ফ্লোটেশন অপবিত্রতা অপসারণের কার্যকারিতাকে সীমাবদ্ধ করে। মাইক্রোক্রিস্টালাইন গ্রাফাইট কণাগুলি অত্যন্ত সূক্ষ্ম এবং গাঙ্গু খনিজগুলির সাথে ঘনিষ্ঠভাবে জড়িত, প্রায়শই কাদামাটির খনিজগুলির মধ্যে এমবেড করা হয়। নাকালের সময়, অমেধ্য থেকে গ্রাফাইট মনোমারের পর্যাপ্ত মুক্তি অর্জন করা কঠিন, যার ফলে ভাসমান পৃথকীকরণ দক্ষতা উল্লেখযোগ্য হ্রাস পায়। শেষ পর্যন্ত, উচ্চ{10}}বিশুদ্ধতা গ্রাফাইট ঘনীভূত করা কঠিন, উচ্চ{11}উন্নত শিল্প অ্যাপ্লিকেশনের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে ব্যর্থ হয়। সংক্ষেপে, গ্রাফাইট ফ্লোটেশন প্রক্রিয়াটি শুধুমাত্র একটি প্রাথমিক পরিশোধন পদ্ধতি হিসাবে কাজ করতে পারে, প্রধানত কাঁচা গ্রাফাইট আকরিক থেকে সহজেই বিভাজ্য অমেধ্যের বেশিরভাগ অপসারণ করতে ব্যবহৃত হয়, পরবর্তী গভীর পরিশোধন প্রক্রিয়ায় বিকারক খরচ এবং শক্তির ক্ষতি কার্যকরভাবে হ্রাস করে এবং আরও পরিশোধনের জন্য একটি উচ্চমানের কাঁচামালের ভিত্তি প্রদান করে।
3.2 উচ্চ-তাপমাত্রা পদ্ধতি
উচ্চ-তাপমাত্রা পদ্ধতি গ্রাফাইট (উচ্চ গলনাঙ্ক) এবং অমেধ্য (নিম্ন স্ফুটনাঙ্ক) মধ্যে স্ফুটনাঙ্কের পার্থক্যকে ব্যবহার করে। একটি জড় বায়ুমণ্ডলের সুরক্ষার অধীনে, তাপমাত্রা একটি উপযুক্ত সীমার মধ্যে নিয়ন্ত্রিত হয়, যার ফলে নিম্ন-ফুটন্ত-বিন্দুর অমেধ্য যেমন ধাতব অক্সাইড এবং সিলিকেটগুলি প্রথমে বাষ্পীভূত হয় এবং বেরিয়ে যায়, যখন উচ্চ-গলিত-বিন্দু কার্বন কঠিন আকারে থাকে, এইভাবে গভীরতা অর্জন করে এবং গভীর পরিপূরক হয়।
উচ্চ-তাপমাত্রা পদ্ধতিতে ব্যবহৃত কাঁচামালগুলি সাধারণত গ্রাফাইট ঘনীভূত হয় যা ফ্লোটেশন বিশুদ্ধকরণের পরে প্রাপ্ত হয় বা রাসায়নিক পরিশোধনের পরে প্রাপ্ত উচ্চ-কার্বন গ্রাফাইট, যার মধ্যে কার্বন সামগ্রী সাধারণত 95% থেকে 99% [13]। এই পদ্ধতিটি প্রায় 99.995% এর গ্রাফাইট বিশুদ্ধতা অর্জন করতে পারে। যদিও এটি কার্যকরভাবে গ্রাফাইট কাঠামোকে ধ্বংস না করে গ্রাফাইট জালিতে এমবেড করা অমেধ্য অপসারণ করতে পারে, দক্ষতার সাথে পণ্যের গুণমান উন্নত করে, এটি প্রায়শই শুধুমাত্র প্রতিরক্ষা, পারমাণবিক শিল্প এবং মহাকাশের মতো উচ্চ-প্রযুক্তি খাতে প্রযোজ্য। এর কারণ হল পদ্ধতির ত্রুটিগুলি তাৎপর্যপূর্ণ: এটির জন্য প্রয়োজনীয় সরঞ্জাম, উচ্চ শক্তি খরচ এবং যথেষ্ট বিনিয়োগ এবং পরিচালন খরচ জড়িত, এটিকে বৃহৎ আকারে উৎপাদন এবং প্রাথমিকভাবে উচ্চ-গ্র্যাফাইট পণ্য পরিবেশন করার জন্য প্রতিকূল করে তোলে [12]।
3.3 ক্ষার-অ্যাসিড পদ্ধতি
ক্ষার-অ্যাসিড পদ্ধতি, যা শিল্প প্রবাহ অনুসারে ক্রমানুসারে দুটি প্রক্রিয়া-ক্ষার ফিউশন এবং অ্যাসিড লিচিং- নিয়ে গঠিত, প্রাকৃতিক গ্রাফাইট বিশুদ্ধ করার জন্য একটি অপেক্ষাকৃত কার্যকর পদ্ধতি। ক্ষার ফিউশন প্রক্রিয়া: অ্যাসিড এবং ক্ষারগুলির বিরুদ্ধে গ্রাফাইটের প্রতিরোধকে ব্যবহার করে, গ্রাফাইট এবং ক্ষারকে একটি নির্দিষ্ট অনুপাতে সমানভাবে মিশ্রিত করা হয় এবং তারপর উচ্চ তাপমাত্রায় ক্যালসাইন করা হয়। গলিত অবস্থায়, গ্রাফাইটে থাকা অ্যালুমিনোসিলিকেট, কোয়ার্টজ এবং সিলিকেটের মতো অমেধ্যগুলি ক্ষারের সাথে রাসায়নিকভাবে বিক্রিয়া করে, অ্যাসিড-দ্রবণীয় বা জলে-দ্রবণীয় সিলিকেট তৈরি করে, যা পরে জল ধোয়ার মাধ্যমে অপসারণ করা হয়। অ্যাসিড লিচিং প্রক্রিয়া: ক্ষার-মিশ্রিত গ্রাফাইট এবং হাইড্রোক্সাইডগুলি একটি নির্দিষ্ট ঘনত্বের হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড দ্রবণের সাথে গরম লিচিংয়ের শিকার হয়, যা ধাতব অক্সাইডকে দ্রবণীয় লবণে রূপান্তরিত করে। অবশেষে, ওয়াশিং এবং ডিওয়াটারিংয়ের মতো প্রক্রিয়াগুলির মাধ্যমে, বিশুদ্ধ গ্রাফাইট প্রাপ্ত হয়।
বর্তমানে, ক্ষার-অ্যাসিড পদ্ধতি হল বিশুদ্ধকরণ পদ্ধতি যা সাধারণত চীনে উচ্চ-বিশুদ্ধ গ্রাফাইট উৎপাদকদের দ্বারা গ্রহণ করা হয়। এর সবচেয়ে বড় সুবিধার মধ্যে রয়েছে কম প্রাথমিক বিনিয়োগ, সাধারণ প্রতিক্রিয়ার সরঞ্জাম, শক্তিশালী বহুমুখিতা, ভাল প্রক্রিয়া অভিযোজনযোগ্যতা এবং প্রাপ্ত পণ্যের তুলনামূলকভাবে উচ্চ বিশুদ্ধতা এবং গ্রেড। অসুবিধাগুলি হল উচ্চ তাপমাত্রায় ক্যালসিনেশনের প্রয়োজনীয়তা, উল্লেখযোগ্য শক্তি এবং সরঞ্জাম পরিধান, তুলনামূলকভাবে কম পরিশোধন দক্ষতা, মূল্যবান খনিজগুলির যথেষ্ট ক্ষতি এবং পরিবেশ দূষণের সম্ভাবনা [14]।
3.4 হাইড্রোফ্লুরিক অ্যাসিড পদ্ধতি
হাইড্রোফ্লুরিক অ্যাসিড (HF) হল একটি শক্তিশালী অ্যাসিড যা গ্রাফাইটের বেশিরভাগ অমেধ্যের সাথে প্রতিক্রিয়া করতে পারে। যাইহোক, গ্রাফাইটের সাধারণত ঘরের তাপমাত্রায় ভালো অ্যাসিড প্রতিরোধ ক্ষমতা থাকে এবং রাসায়নিকভাবে স্থিতিশীল থাকে, বিশেষ করে এটি হাইড্রোফ্লুরিক অ্যাসিডের সাথে বিক্রিয়া করে না। গ্রাফাইটকে হাইড্রোফ্লুরিক অ্যাসিডে ভিজিয়ে, সময়ের সাথে সাথে প্রতিক্রিয়ার অনুমতি দেয়, তারপরে ধোয়া এবং পরিস্রাবণ করে, তুলনামূলকভাবে উচ্চ-বিশুদ্ধতা গ্রাফাইট থেকে যায়।
হাইড্রোফ্লুরিক অ্যাসিড পদ্ধতি ব্যবহার করে পরিশোধন গ্রাফাইট থেকে বেশিরভাগ অমেধ্য অপসারণ করতে পারে, কম খরচে উচ্চ-বিশুদ্ধ গ্রাফাইট ফলন করে। এটি গ্রাফাইট পরিশোধনের জন্য সহজ এবং আরও কার্যকর পদ্ধতিগুলির মধ্যে একটি। যাইহোক, হাইড্রোফ্লুরিক অ্যাসিড অত্যন্ত বিষাক্ত, উৎপাদন প্রক্রিয়ার সময় উল্লেখযোগ্য নিরাপত্তা ঝুঁকি তৈরি করে, যা শিল্প উৎপাদনে এর ব্যাপক গ্রহণ ও প্রয়োগকে বাধা দেয় [15]।
3.5 ক্লোরিনেশন রোস্টিং পদ্ধতি
ক্লোরিনেশন রোস্টিং পদ্ধতিতে গ্রাফাইটে একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ রিডাক্ট্যান্ট (ক্লোরিন গ্যাস, কার্বন টেট্রাক্লোরাইড) যোগ করা এবং একটি নির্দিষ্ট বায়ুমণ্ডলে উচ্চ তাপমাত্রায় রোস্ট করা জড়িত। অক্সাইড অমেধ্য ক্লোরিনেশন বিক্রিয়ায় ক্লোরিন গ্যাসের সাথে বিক্রিয়া করে, তাদের ক্লোরাইডে রূপান্তরিত করে। গ্রাফাইটে থাকা সিলিকেট, অ্যালুমিনোসিলিকেট এবং কোয়ার্টজের মতো অমেধ্যগুলি উচ্চ-তাপমাত্রার উত্তাপে সিলিকন ডাই অক্সাইড, অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড, আয়রন অক্সাইড, এবং ক্যালসিয়াম অক্সাইডের মতো অক্সাইডে পরিণত হয়। যেহেতু এই ক্লোরাইডগুলির স্ফুটনাঙ্ক তুলনামূলকভাবে কম, তাই উচ্চ-তাপমাত্রা রোস্টিং প্রক্রিয়ার সময় এগুলি বাষ্প হয়ে যায় এবং পালিয়ে যায়, যার ফলে অপবিত্রতা অপসারণ এবং পরিশোধন করা যায়।
ক্লোরিনেশন রোস্টিং পদ্ধতি অমেধ্যকে ক্লোরাইড আকারে রূপান্তর করার জন্য ক্লোরিনের মতো হ্রাসকারী গ্যাস যোগ করে অমেধ্য অপসারণ করে। এই পদ্ধতি উচ্চ পরিশোধন দক্ষতা এবং ভাল পুনরুদ্ধারের হার অফার করে। যাইহোক, ক্লোরিন গ্যাস পরিবেশের জন্য ক্ষতিকারক একটি বিপজ্জনক গ্যাস, এবং প্রক্রিয়াটি অস্থিরতা দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, যা এর বিকাশকে সীমিত করে [16]।