【导语】
在科技飞速发展的浪潮中,苏州非矿院步履不停,攻克重重科研技术难关,取得了一系列突破性成果。从选矿工艺优化到绿色技术创新,每项成果都为公司发展添能,为行业进步助力。本系列报道将深入科研一线,带您了解这些科技成果背后的创新故事,见证科技如何改变产业,赋能未来!敬请关注!
在天然石墨球化加工过程中,约产生45%-55%左右的尾料,全国每年因此造成的石墨资源浪费高达10万吨以上,资源利用效率低下问题亟待解决。针对这一行业难题,苏州非矿院通过创新研发分级提纯、插层改性、超细加工及复合协同等关键技术,成功将传统废弃尾料转化为高端润滑材料、高性能石墨乳及特种橡胶复合材料,实现了资源循环利用与经济效益的“双赢”,该成果为石墨产业绿色转型提供了新路径。
多级联用分级技术:针对尾料粒径分布广(0.5-25μm)的问题,团队开发了“气流分选-射流分级”二级联用工艺,通过优化气流速度、高压气流,实现粒径精准分级和无级调控,解决了微细颗粒二次分级的难题,分级细度到d95≤5μm。
插层均化超细技术:开发“插层-剥离-高压均化”工艺,将绿色插层剂嵌入尾料石墨层间,经微波膨化后形成层状疏松结构;再经高压均化多级循环处理,对石墨片进行深度剥离和粉碎,实现了石墨的高效超细,粒度分布d90≤3μm。
官能团表面改性技术:利用超细石墨表面的官能团,通过原位接枝特种官能团进行表面修饰,显著提升其与聚合物基体相容性的同时,赋予材料热、力学方面的特性,例如显著提升制品的耐温、耐磨、导热、抗压等。
多元复合协同增效:创新提出“石墨-金属-高分子”三元复合策略:将超细石墨尾料与纳米二硫化钼、聚四氟乙烯(PTFE)有机组合,制备出兼具自修复、耐磨损、耐高温(500℃)特性的复合润滑添加剂,摩擦系数低至0.07。
苏州非矿院以科研创新为 “点金之手”,打通“尾矿-研发-应用” 价值链路,使尾矿从污染源头蜕变为高价值材料,实现生态治理与产业升级的双向赋能。
高端石墨基润滑材料:基于复合技术开发的“GM”石墨基润滑添加剂,已通过润滑油生产厂家的测试评估,摩擦系数0.068、可耐受高低温-50~500℃、磨损量减少30%;应用于高负荷机械润滑可减少润滑脂消耗40%,提升运行寿命。
高稳定性石墨乳:利用尾料插层剥片改性工艺技术制备的“悬浮石墨乳”,攻克了传统产品颗粒团聚、易沉降等痛点。其固含量达30%、粘度1500~5000mP·s,在铸造脱模应用测试中,需耐受温度≥1050℃,成本较现有产品降低30%。
特种石墨橡胶复合材料:与某橡胶生产企业合作开发的“石墨/天然橡胶”材料,将超细石墨尾料(添加量20%)与橡胶分子链定向交联,赋予材料隔音、降噪等特性。在新能源汽车舱降噪测试中, 300-1600Hz 频段内平均隔声量可达20dB。
本技术打通了从尾料预处理到终端产品的全链条技术路径,特别是分级-插层-复合技术的集成创新,为石墨固废高值化提供了“苏非方案”,预计每年可减少石墨矿开采30万吨,减排二氧化碳12万吨;提升产品附加值300%,带动下游润滑、电子、能源等产业的升级。目前,该成果已申请发明专利3项,获专利授权1项。
从“工业废渣”到“战略资源”,石墨球形尾料的高值化利用正掀起一场材料革命;随着技术的持续迭代与跨界融合,这条“黑色黄金”产业链将成为“双碳”目标下的绿色增长极。