石墨的制备涉及从碳质原料到最终石墨结构的转化过程，主要分为天然提取和人工合成两大类：

一、天然石墨的提取

矿石来源

天然石墨主要存在于大理岩、片岩、片麻岩等变质岩中，形成于地质层中有机物质热变质作用。我国山东、吉林等地是主要产地。

提纯方法

- 浮选法：

通过浮选工艺去除含钾、钠等杂质的硅酸盐矿物；

- 碱酸法/氢氟酸法：化学处理去除杂质；

- 氯化焙烧法/高温法：高温处理实现提纯。

二、人工石墨的制备

原料选择

以煤、石油焦、针状焦等含碳物质为原料，这些原料碳含量高且杂质较少。

制备工艺

- 机械碾磨法：

通过摩擦力研磨，但产品粒度分布不均；

- 化学氧化复原法：先用浓硝酸氧化石墨，再通过复原剂（如铁离子溶液）制得人工石墨，但成本较高；

- 高温石墨化法：将原料在2500-3000°C高温下炭化后进行石墨化处理，是主流方法，可制得纯度高、晶粒均匀的石墨。

三、石墨化关键步骤

炭化：将混合原料加热至700-1000°C，使粘结剂分解形成碳质材料；

石墨化：在2500-3000°C高温下进一步处理，使碳原子重新排列成层状结构，形成石墨。

四、其他辅助工艺

混合与成型：加入煤焦油等粘结剂提高强度，通过挤压、模压等成型为坯体；

冷却与加工：缓慢冷却防止热裂，后续进行切割、钻孔等机械加工。

总结

石墨的制备依赖碳质原料，通过物理研磨、化学处理或高温转化等工艺，最终形成具有层状结构的石墨材料。天然石墨多用于高端领域（如铅笔芯），人工石墨则广泛应用于电池、电极、耐火材料等工业领域。