一种生产可膨胀石墨的阳极氧化处理方法和装置 本发明的名称叫做一种生产可膨胀石墨的阳极氧化处理方法和装置，它属于材料科学领域。
现有的技术状况：可膨胀石墨的传统生产方法是化学法，它需用大量的浓酸和相当多的氧化剂，因此环保问题大，工人劳动条件差，成本高，质量低。近十几年来，世界各国都相继提出各种用阳极氧化处理方法生产可膨胀石墨(见日本专利特开昭55-62807；56-90989；我国专利CN1061387A等)它们需酸少，环保问题小，工人劳动条件有所改善，产品综合质量好。但迄今，现有的阳极氧化处理技术的生产率都比较低，其典型产额～～0.5克/平方厘米小时，产品中石墨颗粒的层间化程度均匀性差，这种不均匀性，即使在近极距平行电极板型的阳极氧化处理方法或在加压的阳极氧化处理方法的产品中，仍明显存在，只是在不均匀的程度上较一般远极距平行电极板生产的为小。另外，这些方法都是一槽一槽地进行，即一次性投料，经相当时间阳极氧化处理后一次性出料，或者在前述方法中，加入搅拌装置或者采用旋转阳极法，虽使产品均匀性得到一些改善，但设备较复杂、投资大、产额也不高，且在处理过程中还伴随着鳞片石墨的被进一步细化等缺点。
本发明的目的在于：提供一种生产可膨胀石墨的阳极氧化处理方法和装置，一种流管型的阳极氧化处理系统，用这种系统进行生产，不仅产品层间化程度均匀、产额高，且易于实施生产过程地连续化和自动化。本发明的技术思想的特点是：使近阴极区的层间化程度附合要求的，也是在即时整个阳极氧化处理系统中层间化程度最高的那一部分可膨胀石墨及时地不断地离开阳极氧化处理区，只要这种离开是由于天然鳞片石墨原料在力的推动下，不断从系统外进入处理系统内后顺序经过阳极区、阴阳极中间区…接受氧化的结果，就能使用这种系统生产层间化程度均匀的可膨胀石墨，实现进料、出料过程的连续化。又由于本发明方法和装置的实际承载(电负荷)能力比较大，工作电压比较低，所以有着较现有技术高得多的生产率或省电或同时获得省电和较高生产率等优点。
根据上述的技术思想特点，本发明所提出的方法和装置包括下列部分：
在本发明方法和装置中，阳极6，它可以用不锈钢等金属材料的管做成。它可以是不仅作为接受传导电子的受体，又起着装载、运输，导流电化学液体(它可以是硫酸、硝酸、磷酸及某些有机酸、金属盐等溶液或是它们的混合物溶液)和石墨的混合体(简称混合体，下同)的总管道的一部分。在这种情况下，阳极氧化处理电源的阳极可以直接接在作为阳极的管道的外壁上；阳极6也可以是，在外管(金属或非金属做成)内安装至少一段金属管或至少一个金属片或辐射状片体或它们的组合；或者阳极6是由前述总管道的这一部分和管道内的那一部分共同组成。诸阳极板体表面的取向(即与表面法线相垂直的方向)与混合体在那里的流向7至少大体一致。诸阳极体表面间的距离在1毫米到30毫米之间，且相互间有导体连接，它们在沿流向7的方向上的长度大于2毫米。混合体在阳极氧化处理中，在液压或气压或机械等力的驱动下，由阳极氧化处理系统外进入并通过氧化处理的阳极区，流向近阴极的氧化处理区。阴极位于阳极总体的对面，它又分为主阴极1和外侧阴极3二部分组成。阴极1，3分别至少是由一段金属管或至少一个金属片、板、块或它们的组合物或其他形状构成。诸阴极体间的距离在0.5毫米到30毫米之间，且相互间有导体连接，它们在垂线方向上的长度大于2毫米。它们的表面取向以利于阴极在电化学处理过程中产生的气泡的排逸。阴极1，3分别与混合体之间至少有一层带孔的绝缘网2，把混合体中的鳞片石墨与阴极隔开，以不发生电子性传导为原则，在此，处理系统的流管是由阴极1，3之间管状空间构成。它至少是直管状的或者流管在向上时管径有所扩大。在要求稍低，或在尺寸不太大的阳极氧化系统中，可以省去二个阴极中的一个。外管阳极(阳极6的斜线阴影部分)的上部与一段绝缘管4(××线阴影部分)连结。部件4的长度P在2到30毫米之间，外侧阴极3的下底和外侧也可以用金属做成。但外侧阴极3的外侧为金属时，其外侧面应附有孔绝缘物。混合体通过近阴极的氧化处理区后，最终离开氧化处理区，也就是离开流管终端，进入收集器5。在本发明方法的大尺寸阳极氧化处理设备中，当使用高电流密度(这时电压也高)的情况下，应考虑处理系统中产生过多的欧姆热，并根据它的大小，确定冷却系统的规模、方式和安装位置。作为一个特例：可以通过对阴极各管、板间所充的电化学液体进行不断的更新，这不仅有利于释热且有利调节工艺运行状态。在使用浓度较低的硫酸溶液等情况下，阳极氧化处理的电源供给中含有反向电流分量提供阴极还原功能。
本发明与现有技术相比所具有的优点和积极效果：
1.本发明可获得层间化程度均匀的优质产品。在本发明的处理系统中，达到设计的层间化程度那一部分鳞片石墨，将连续地离开处理区，而让位于未达到的设计的层间化程度的后续者，因而没有如现有技术所固有的不均匀性缺点，所以产品质地均匀优良。
2.本发明比现有技术有着较高的产额。现有技术为了使天然鳞片石墨达到具有可接受的平均膨胀倍率，例如，其在膨胀后的相应比容达到200毫升/克，和可以接受的不均匀性，极间距在阳极板面积2000平方厘米时择优地选在7.5厘米附近，因此，每次阳极氧化处理的鳞片石墨量就受到了限制；在此情况下电流密度的择优值约为15毫安/平方厘米，则每对阴阳极板间的产额为4公斤/平方米小时，而且是一槽一槽地进行的，所以生产效率低。而在本发明的处理系统中，由于层间化程度达标的石墨，即那些高极化电位的石墨的适时离开，处理系统中总体极化电位比一般方法中要低一些。加之，连续的进出料方式，没有必要考虑处理系统的装料的多少，这样可以把阴阳二极之间的有效平均距离减缩很多，而在本发明中有效的金属阳极面积又增大了许多，凡此诸多因素结合，使与混合体流动方向的截面上允许通过很高的电流密度(在下面提到的电流密度均同此定义)，例如，一流管的电流密度为200毫安/平方厘米时，连续稳定处理出料时的工作电压为2.05伏，这样不仅有较高的产额，而且省电。当电流密度达到1800毫安/平方厘米时，其连续出料时的工作电压也仅3.60伏。当然还能进一步提高电流密度以增加产额，但那时处理单位重量石墨的耗电量将逐渐高于现有技术的择优值。当电流密度为1000毫安/平方厘米，电压为2.90伏，则系统的产额为：22.2克/平方厘米小时，而单位重量的产物所耗电能仅为现有技术的83％。
3.现有技术中二极间的工作电压是有变化的，需要进行调节。本发明中，仅在每次长时间连续生产的最初时间需要短时的调节外，在连续生产过程中，电流电压是维持不变的，这样省力或省费用。
4.产品的计划层间化程度可以实时在线调整、改变。
5.由于混合体在一定压力下的连续流动对金属阳极表而某种清刷和更新作用，金属阳极表面的极化作用比现有技术中所具有的要轻得多。
6.大大改善工人的劳动条件，易于生产过程的全面自动化，生产单位重量产品的设备费用、生产场地面积下降。
本发明曾实施的连续进料和出料的小型装置的例子是：阳极6由一段内径为65毫米的不锈纲管及置于其内的一些成柱状辐射(其辐射中心线与系统轴线相一致)的不锈钢平板构成(但不是所有的平板都是由中心开始辐射出去的，而是从以系统轴线为中心线的不同柱园上发出的，它们均终止在内径为65毫米的外管上，在那里它们间的距离控制在5毫米附近，但板间的最近距离～2毫米)。它们沿流向7方向上的长度为50毫米；部件4的长度P＝3毫米；主阴极1，与阳极相类似，唯向着阳极的部分从总体上说是凸型的；外侧阴极3亦为柱形辐射状，其近轴线端与系统轴线的距离为33毫米，板面与地面垂直，相互间有导体连接；阳极6下方装有可把混合体推入反应系统的专用的螺旋式供料泵。在所述的阴、阳极二端加上电压，当电压从2.05伏特增加到3.60伏特时，系统的工作电流从6.5安培增加到57安培。对利用本装置生产膨胀后比容为80～300毫升/克的可膨胀石墨而言，处理1公升599石墨的用电量，以20～70安培·小时为宜。