Graphite

Le graphite est un allotrope cristallin du carbone, un semi-métal, un élément minéral natif et une forme de charbon. Le graphite est la forme de carbone la plus stable dans des conditions standard. Par conséquent, il est utilisé en thermochimie comme l’état standard pour définir la chaleur de la formation des composés de carbone.

Forme cristalline allotropique de carbone, utilisée principalement comme matériau de dessin, sous la forme d’un crayon. C’est une substance friable, composée de grains plats et squameux, qui sont transférés à la surface du support (généralement du papier) à mesure que l’artiste dessine et donne une touche délicate aux traits. Le graphite synthétique, produit commercialement depuis 1897, est obtenu à partir du carborundum. Le graphite a été découvert en Bavière au début du 13ème siècle, mais son potentiel en tant que milieu artistique est resté inexploité jusqu’à la découverte au milieu du 16ème siècle de graphite pur à Borrowdale en Cumbria, en Angleterre. La mine de Borrowdale fonctionnait à plein régime dans les années 1580, lorsque le graphite indigène fut extrait de la mine, scié en tôles, puis en fines tiges carrées formant le «plomb», puis enfermé dans du bois pour former le crayon. Le graphite semble avoir été utilisé pour la première fois au XVIe siècle pour supplanter le stylet de plomb dont le terme «crayon de plomb» a probablement dérivé.

Le graphite forme des cristaux opaques, gris à noirs, de forme hexagonale, tabulaire, écailleuse ou pédonculée avec un éclat métallique sur les surfaces cristallines. Cependant, les agrégats massifs ou granulaires sont ternes.

En carbonisant des matériaux carbonés, des carbones graphitables sont formés. Les matières de départ sont, par exemple, la lignite, la houille, le pétrole et la poix, mais aussi les plastiques. Dans la graphitisation est réalisée par chauffage sous exclusion d’air à environ 3000 ° C, une transformation du carbone amorphe en graphite polycristallin.

Les principaux types de graphite naturel, chacun se trouvant dans différents types de gisements de minerai sont:
Les petits flocons cristallins de graphite (ou de graphite en flocons) se présentent sous forme de particules isolées, plates et semblables à des plaques, avec des bords hexagonaux si elles ne sont pas brisées. En cas de rupture, les bords peuvent être irréguliers ou anguleux;
Graphite amorphe: le graphite en flocons très fins est parfois appelé amorphe;
Le graphite en morceaux (ou graphite veineux) se trouve dans les veines ou les fractures des fissures et apparaît sous forme d’intercroissances en plaques massives d’agrégats cristallins fibreux ou aciculaires, et il est probablement d’origine hydrothermale.
Le graphite pyrolytique hautement ordonné fait référence au graphite avec un écart angulaire entre les feuilles de graphite inférieur à 1 °.
Le nom « fibre de graphite » est parfois utilisé pour désigner des fibres de carbone ou un polymère renforcé de fibres de carbone.

L’utilisation du graphite dans les temps préhistoriques peut rappeler une longue tradition en Europe. Les premières indications d’une utilisation sont connues du Mésolithique du nord de l’Italie. Des morceaux de graphite bruts ont été utilisés comme colorants et donnés aux morts dans les tombes. Pour le néolithique, il existe de nombreux documents d’argile de graphite et de céramique graphitisée en Bohême. En Bavière, la culture Straubinger est particulièrement visible au début de l’âge du bronze en raison de l’utilisation intensive du graphite.

À la fin de l’âge du fer en Europe centrale (période Latène), le graphite était souvent utilisé pour rendre les récipients, en particulier les pots, ignifugés. À cette époque, il y avait un commerce à grande échelle qui couvrait toute la culture de Latène. Les dépôts à Passau et Krummau ont été particulièrement importants ici. Après l’effondrement de la culture celtique en Europe centrale au cours de la conquête romaine et l’expansion germanique, il faut environ 800 ans au début du Moyen Age, jusqu’à ce que dans l’Europe centrale et orientale du Slave, le graphite soit utilisé à nouveau. Étonnamment, le graphite n’a pas joué un rôle en tant que matériau d’écriture en Asie (en particulier la Chine, qui a déjà été écrite à un âge précoce).

Propriétés:
Structure:
Le graphite a une structure planaire stratifiée. Les couches individuelles sont appelées graphène. Dans chaque couche, les atomes de carbone sont disposés dans un réseau en nid d’abeilles avec une séparation de 0,142 nm, et la distance entre les plans est de 0,335 nm. Les atomes dans le plan sont liés de manière covalente, avec seulement trois des quatre sites de liaison potentiels satisfaits. Le quatrième électron est libre de migrer dans le plan, ce qui rend le graphite électriquement conducteur. Cependant, il ne conduit pas dans une direction perpendiculaire à l’avion. La liaison entre les couches se fait par des liaisons faibles de van der Waals, ce qui permet de séparer facilement les couches de graphite ou de les faire glisser les unes sur les autres.

Les deux formes connues de graphite, alpha (hexagonale) et bêta (rhomboédrique), ont des propriétés physiques très similaires, sauf que les couches de graphène s’empilent légèrement différemment. Le graphite alpha peut être plat ou bouclé. La forme alpha peut être convertie en forme bêta par un traitement mécanique et la forme bêta revient à la forme alpha lorsqu’elle est chauffée au-dessus de 1300 ° C.

Les propriétés acoustiques et thermiques du graphite sont fortement anisotropes, puisque les phonons se propagent rapidement le long des plans étroitement liés, mais sont plus lents à voyager d’un plan à l’autre. La haute stabilité thermique et la conductivité électrique et thermique du graphite facilitent son utilisation répandue en tant qu’électrodes et réfractaires dans des applications de traitement de matériaux à haute température. Cependant, dans les atmosphères contenant de l’oxygène, le graphite s’oxyde facilement pour former du CO2 à des températures de 700 ° C et plus.

Le graphite est un conducteur électrique, par conséquent, utile dans des applications telles que les électrodes de lampe à arc. Il peut conduire l’électricité en raison de la vaste délocalisation des électrons dans les couches de carbone (un phénomène appelé aromaticité). Ces électrons de valence sont libres de se déplacer, donc sont capables de conduire l’électricité. Cependant, l’électricité est principalement réalisée dans le plan des couches. Les propriétés conductrices du graphite en poudre permettent son utilisation comme capteur de pression dans les microphones au carbone.

Le graphite et la poudre de graphite sont appréciés dans les applications industrielles pour leurs propriétés autolubrifiantes et lubrifiantes sèches. Il y a une croyance commune que les propriétés lubrifiantes du graphite sont uniquement dues au couplage interlamellaire lâche entre les feuilles dans la structure. Cependant, il a été démontré que dans un environnement sous vide (comme dans les technologies utilisées dans l’espace), le graphite se dégrade en tant que lubrifiant, en raison des conditions hypoxiques. Cette observation a conduit à l’hypothèse que la lubrification est due à la présence de fluides entre les couches, telles que l’air et l’eau, qui sont naturellement adsorbés par l’environnement. Cette hypothèse a été réfutée par des études montrant que l’air et l’eau ne sont pas absorbés. Des études récentes suggèrent qu’un effet appelé superlubricité peut également expliquer les propriétés lubrifiantes du graphite. L’utilisation du graphite est limitée par sa tendance à faciliter la corrosion par piqûres dans certains aciers inoxydables et à favoriser la corrosion galvanique entre métaux dissemblables (en raison de sa conductivité électrique). Il est également corrosif pour l’aluminium en présence d’humidité. Pour cette raison, l’US Air Force a interdit son utilisation comme lubrifiant dans les avions en aluminium, et a découragé son utilisation dans les armes automatiques contenant de l’aluminium. Même les traces de crayon graphite sur les pièces en aluminium peuvent faciliter la corrosion. Un autre lubrifiant à haute température, le nitrure de bore hexagonal, a la même structure moléculaire que le graphite. Il est parfois appelé graphite blanc, en raison de ses propriétés similaires.

Lorsqu’un grand nombre de défauts cristallographiques lient ces plans, le graphite perd ses propriétés de lubrification et devient ce qu’on appelle le graphite pyrolytique. Il est également très anisotrope et diamagnétique, il flottera donc dans les airs au-dessus d’un fort aimant. Si elle est faite dans un lit fluidisé à 1000-1300 ° C, alors elle est turbottrique isotrope, et est utilisée dans les dispositifs de contact sanguin comme les valves cardiaques mécaniques et est appelée carbone pyrolytique, et n’est pas diamagnétique. Le graphite pyrolytique et le carbone pyrolytique sont souvent confondus mais sont des matériaux très différents.

Les graphites naturels et cristallins ne sont pas souvent utilisés sous forme pure comme matériaux de structure, en raison de leurs plans de cisaillement, de leur fragilité et de leurs propriétés mécaniques inconstantes.

Application:
Le graphite naturel est principalement consommé pour les réfractaires, les batteries, la fabrication de l’acier, le graphite expansé, les garnitures de freins, les revêtements de fonderie et les lubrifiants. Le graphène, qui se trouve naturellement dans le graphite, possède des propriétés physiques uniques et figure parmi les substances les plus fortes connues. Cependant, le processus de séparation du graphite nécessitera plus de développement technologique.

Réfractaires
L’utilisation du graphite comme matériau réfractaire a commencé avant 1900 avec le creuset en graphite utilisé pour retenir le métal en fusion; c’est maintenant une partie mineure des réfractaires. Au milieu des années 1980, la brique de carbone-magnésite est devenue importante, et un peu plus tard la forme alumine-graphite. À partir de 2017, l’ordre d’importance est: les formes d’alumine-graphite, la brique de carbone-magnésite, les monolithiques (mélanges de gunitage et d’éperonnage), puis les creusets.

Les creusets ont commencé à utiliser de très gros graphites en flocons, et la brique de carbone-magnésite ne nécessitait pas un graphite lamellaire aussi gros; pour ceux-ci et d’autres il y a maintenant beaucoup plus de flexibilité dans la taille des flocons requis, et le graphite amorphe n’est plus limité aux réfractaires bas de gamme. Les formes en alumine-graphite sont utilisées comme pièces de coulée continue, comme les buses et les auges, pour transporter l’acier fondu de la poche à la moule et les briques en magnésite de carbone et les fours électriques pour résister aux températures extrêmes. Des blocs de graphite sont également utilisés dans les parties des garnitures de haut fourneau où la conductivité thermique élevée du graphite est critique. Les monolithes de haute pureté sont souvent utilisés comme revêtement continu de four au lieu de briques de carbone-magnésite.

L’industrie des réfractaires aux États-Unis et en Europe a connu une crise en 2000-2003, avec un marché indifférent pour l’acier et une baisse de la consommation réfractaire par tonne d’acier sous-jacentes aux fermetures d’entreprises et de nombreuses fermetures d’usines. De nombreuses fermetures d’usines ont résulté de l’acquisition de Harbison-Walker Refractories par RHI AG et certaines usines ont vu leur matériel vendu aux enchères. Étant donné qu’une grande partie de la capacité perdue était destinée à la brique de carbone-magnésite, la consommation de graphite dans la zone des réfractaires s’est déplacée vers des formes d’alumine-graphite et des monolithes, loin de la brique. La principale source de brique de carbone-magnésite est maintenant importée de Chine. Presque tous les réfractaires ci-dessus sont utilisés pour fabriquer de l’acier et représentent 75% de la consommation réfractaire; le reste est utilisé par une variété d’industries, telles que le ciment.

Selon l’USGS, la consommation de graphite naturel américain dans les réfractaires était de 12 500 tonnes en 2010.

Batteries:
L’utilisation du graphite dans les piles a augmenté au cours des 30 dernières années. Le graphite naturel et synthétique sont utilisés pour construire l’anode de toutes les principales technologies de batteries. La batterie au lithium-ion utilise environ deux fois plus de graphite que le carbonate de lithium.

La demande de batteries, principalement de batteries au nickel-métal-hydrure et au lithium-ion, a entraîné une augmentation de la demande de graphite à la fin des années 1980 et au début des années 1990. Cette croissance a été alimentée par l’électronique portable, tels que les lecteurs de CD portables et les outils électriques. Les ordinateurs portables, les téléphones portables, les tablettes et les smartphones ont augmenté la demande de batteries. Les batteries de véhicules électriques devraient augmenter la demande en graphite. À titre d’exemple, une batterie lithium-ion dans une Nissan Leaf entièrement électrique contient près de 40 kg de graphite.

Fabrication d’acier
Le graphite naturel utilisé à cette fin est principalement utilisé pour l’élévation du carbone dans l’acier fondu, bien qu’il puisse être utilisé pour lubrifier les matrices utilisées pour extruder l’acier chaud. Fournir des élévateurs de carbone est très compétitif, donc soumis à des prix de coupe-gorge à partir d’alternatives telles que la poudre de graphite synthétique, le coke de pétrole, et d’autres formes de carbone. Un éleveur de carbone est ajouté pour augmenter la teneur en carbone de l’acier au niveau spécifié. Une estimation fondée sur les statistiques de la consommation de graphite USGS US indique que 10 500 tonnes ont été utilisées de cette manière en 2005.

Les garnitures de frein:
Le graphite amorphe naturel et le graphite lamellaire fin sont utilisés dans les garnitures de frein ou les sabots de frein pour les véhicules plus lourds (non automobiles), et sont devenus importants avec la nécessité de remplacer l’amiante. Cette utilisation est importante depuis un certain temps, mais les compositions organiques sans amiante (NAO) commencent à réduire la part de marché du graphite. Un secouement de l’industrie des garnitures de frein avec certaines fermetures d’usines n’a pas été bénéfique, ni un marché automobile indifférent. Selon l’USGS, la consommation de graphite naturel aux États-Unis dans les garnitures de freins était de 6 510 tonnes en 2005.

Parements de fonderie et lubrifiants:
Une fonderie faisant face à la moisissure est une peinture à base d’eau de graphite en flocons amorphes ou fins. Peindre l’intérieur d’un moule avec lui et le laisser sécher laisse une fine couche de graphite qui facilitera la séparation de l’objet coulé après le refroidissement du métal chaud. Les lubrifiants au graphite sont des produits spéciaux à utiliser à des températures très élevées ou très basses, comme le lubrifiant de matriçage, un agent anti-odeur, un lubrifiant d’engrenage pour les machines d’extraction, et pour lubrifier les serrures. Avoir du graphite à faible granulométrie, ou encore mieux du graphite sans grain (ultra haute pureté), est hautement souhaitable. Il peut être utilisé sous forme de poudre sèche, dans l’eau ou dans l’huile, ou sous forme de graphite colloïdal (suspension permanente dans un liquide). Une estimation fondée sur les statistiques de consommation de graphite de l’USGS indique que 2 200 tonnes ont été utilisées de cette manière en 2005.

Des crayons:
La possibilité de laisser des marques sur le papier et d’autres objets donna son nom au graphite, donné en 1789 par le minéralogiste allemand Abraham Gottlob Werner. Il provient de graphein, signifiant écrire / dessiner en grec ancien.

À partir du 16ème siècle, tous les crayons ont été faits avec des mines de graphite naturel anglais, mais le plomb de crayon moderne est le plus souvent un mélange de graphite en poudre et d’argile; il a été inventé par Nicolas-Jacques Conté en 1795. Il est chimiquement sans rapport avec le plomb métallique, dont les minerais avaient une apparence similaire, d’où la continuation du nom. Plumbago est un autre terme plus ancien pour le graphite naturel utilisé pour le dessin, généralement comme une masse du minéral sans enveloppe de bois. Le terme dessin de plumbago est normalement réservé aux œuvres du 17ème et 18ème siècle, principalement des portraits.

Aujourd’hui, les crayons sont encore un petit marché important pour le graphite naturel. Environ 7% des 1,1 million de tonnes produites en 2011 ont été utilisées pour fabriquer des crayons. Le graphite amorphe de basse qualité est utilisé et provient principalement de Chine.

Graphite expansé:
Le graphite expansé est fabriqué en immergeant le graphite en flocons naturels dans un bain d’acide chromique, puis en concentrant l’acide sulfurique, qui sépare les plans cristallins du réseau cristallin, élargissant ainsi le graphite. Le graphite expansé peut être utilisé pour fabriquer une feuille de graphite ou utilisé directement comme composé « hot top » pour isoler le métal fondu dans une poche ou des lingots d’acier chauffés au rouge et réduire les pertes de chaleur ou comme coupe-feu autour d’une porte coupe-feu. le tuyau de plastique environnant (lors d’un incendie, le graphite se dilate et se carbonise pour résister à la pénétration et à la propagation du feu), ou pour fabriquer un matériau de joint haute performance pour une utilisation à haute température. Après avoir été transformé en feuille de graphite, la feuille est usinée et assemblée dans les plaques bipolaires dans les piles à combustible. La feuille est transformée en dissipateurs de chaleur pour les ordinateurs portables, ce qui les maintient au frais tout en économisant du poids, et est transformée en un film stratifié qui peut être utilisé dans les joints de valve ou dans les joints. Les emballages à l’ancienne sont maintenant un membre mineur de ce groupe: le graphite en flocons fins dans des huiles ou des graisses pour des utilisations nécessitant une résistance à la chaleur. Une estimation du GAN de la consommation actuelle de graphite naturel aux États-Unis pour cette utilisation finale est de 7 500 tonnes.

Graphite intercalé:
Le graphite forme des composés d’intercalation avec des métaux et de petites molécules. Dans ces composés, la molécule hôte ou l’atome est « pris en sandwich » entre les couches de graphite, ce qui donne un type de composés à stœchiométrie variable. Un exemple frappant d’un composé d’intercalation est le graphite de potassium, désigné par la formule KC8. Les composés d’intercalation de graphite sont des supraconducteurs. La température de transition la plus élevée (en juin 2009) Tc = 11,5 K est atteinte en CaC6, et elle augmente encore sous la pression appliquée (15,1 K à 8 GPa).

Graphite synthétique:
Invention d’un procédé de production de graphite synthétique:
En 1893, la rue Charles du Carbone découvre un procédé de fabrication de graphite artificiel. Un autre procédé de fabrication du graphite synthétique a été inventé accidentellement par Edward Goodrich Acheson (1856-1931). Au milieu des années 1890, Acheson découvrit que la surchauffe du carborundum produisait du graphite presque pur. Tout en étudiant les effets de la température élevée sur le carborundum, il avait découvert que le silicium se vaporisait à environ 4150 ° C (7.500 ° F), laissant le carbone dans le carbone graphitique. Ce graphite était une autre découverte majeure pour lui, et il est devenu extrêmement précieux et utile comme lubrifiant.

En 1896, Acheson a reçu un brevet pour sa méthode de synthèse du graphite, et en 1897 a commencé la production commerciale. L’Acheson Graphite Co. a été créée en 1899.

Recherche scientifique:
Le graphite pyrolytique hautement orienté (HOPG) est la forme synthétique de graphite de la plus haute qualité. Il est utilisé dans la recherche scientifique, en particulier, comme une norme de longueur pour l’étalonnage du scanner de microscope à sonde de balayage.

Électrodes:
Les électrodes de graphite transportent l’électricité qui fait fondre la ferraille et l’acier, et parfois le fer à réduction directe (DRI), dans les fours à arc électrique, qui constituent la grande majorité des fours en acier. Ils sont fabriqués à partir de coke de pétrole après qu’il est mélangé avec du brai de goudron de houille. Ils sont ensuite extrudés et mis en forme, cuits pour carboniser le liant (brai), et enfin graphités en le chauffant à des températures approchant 3000 ° C, au niveau desquelles les atomes de carbone s’organisent en graphite. Ils peuvent varier en taille jusqu’à 11 pieds de long et 30 pouces de diamètre. Une proportion croissante de l’acier mondial est fabriqué à l’aide de fours à arc électrique, et le four à arc électrique lui-même devient plus efficace, rendant plus d’acier par tonne d’électrode. Une estimation fondée sur les données de l’USGS indique que la consommation d’électrodes de graphite était de 197 000 tonnes en 2005.

La fusion électrolytique de l’aluminium utilise également des électrodes de carbone graphitiques. A une échelle beaucoup plus petite, des électrodes en graphite synthétique sont utilisées dans l’usinage par électroérosion (EDM), couramment pour fabriquer des moules d’injection pour matières plastiques.

Poudre et débris:
La poudre est fabriquée en chauffant du coke de pétrole en poudre au-dessus de la température de graphitisation, parfois avec des modifications mineures. Les déchets de graphite proviennent de pièces de matériau d’électrode inutilisable (au stade de la fabrication ou après utilisation) et de tournures de tournage, généralement après concassage et calibrage. La plus grande partie de la poudre de graphite synthétique est utilisée pour la production de carbone dans l’acier (en concurrence avec le graphite naturel), certains étant utilisés dans les batteries et les garnitures de frein. Selon l’USGS, la production américaine de poudre et de débris de graphite synthétique était de 95 000 tonnes en 2001 (dernières données).

Modérateur Neutron:
Article principal: Graphite nucléaire
Des qualités spéciales de graphite synthétique, tel que le Gilsocarbon, trouvent également une utilisation en tant que matrice et modérateur de neutrons dans les réacteurs nucléaires. Sa faible section de neutrons recommande également son utilisation dans les réacteurs de fusion proposés. Il faut veiller à ce que le graphite du réacteur soit exempt de matériaux absorbant les neutrons tels que le bore, largement utilisé comme électrode de semence dans les systèmes de dépôt de graphite commercial, ce qui a provoqué la défaillance des réacteurs nucléaires allemands à base de graphite. Comme ils ne pouvaient pas isoler la difficulté, ils ont été contraints d’utiliser des modérateurs d’eau lourde beaucoup plus chers. Le graphite utilisé pour les réacteurs nucléaires est souvent appelé graphite nucléaire.

Autres utilisations:
La fibre de graphite (carbone) et les nanotubes de carbone sont également utilisés dans les plastiques renforcés de fibres de carbone et dans les composites résistants à la chaleur tels que le carbone-carbone renforcé (RCC). Structures commerciales composées de composites de graphite de fibre de carbone comprennent des cannes à pêche, arbres de golf, cadres de bicyclettes, panneaux de carrosserie, le fuselage du Boeing 787 Dreamliner et des bâtons de billard et ont été utilisés avec succès dans le béton armé. Les composites plastiques renforcés de graphite et la fonte grise sont fortement influencés par le rôle du graphite dans ces matériaux. Dans ce contexte, le terme «graphite (100%)» est souvent utilisé de manière lâche pour désigner un mélange pur de renforts de carbone et de résine, tandis que le terme «composite» est utilisé pour les matériaux composites avec des ingrédients supplémentaires.

La poudre sans fumée moderne est enduite de graphite pour éviter l’accumulation de charges statiques.

Le graphite a été utilisé dans au moins trois matériaux absorbant les radars. Il a été mélangé avec du caoutchouc dans Sumpf et Schornsteinfeger, qui ont été utilisés sur les tubas U-boat pour réduire leur section radar. Il a également été utilisé dans les tuiles sur les premiers F-117 Nighthawk (1983) s.

Mines de graphite et recyclage:
Le graphite est extrait à la fois par des méthodes à ciel ouvert et souterraines. Le graphite a généralement besoin d’être enrichi. Ceci peut être réalisé en cueillant à la main les morceaux de gangue (roche) et en criblant manuellement le produit ou en écrasant la roche et en faisant flotter le graphite. La valorisation par flottation rencontre la difficulté que le graphite est très mou et « marque » (les couches) les particules de gangue. Cela fait flotter les particules de gangue « marquées » avec le graphite, ce qui donne un concentré impur. Il existe deux façons d’obtenir un concentré ou un produit commercial: réaffûtage répété et flottant (jusqu’à sept fois) pour purifier le concentré, ou par lixiviation acide (dissoudre) la gangue avec de l’acide fluorhydrique (pour une gangue de silicate) ou de l’acide chlorhydrique une gangue de carbonate).

Lors de la mouture, les produits et concentrés de graphite entrant peuvent être broyés avant d’être classés (calibrés ou criblés), les fractions grossières des flocons (moins de 8 mesh, 8-20 mesh, 20-50 mesh) soigneusement préservées, puis les teneurs en carbone sont déterminés. Certains mélanges standard peuvent être préparés à partir des différentes fractions, chacune avec une certaine distribution de la taille des flocons et de la teneur en carbone. Des mélanges personnalisés peuvent également être faits pour les clients individuels qui veulent une certaine distribution de taille de flocon et un certain contenu de carbone. Si la taille des flocons n’est pas importante, le concentré peut être broyé plus librement. Les produits finaux typiques comprennent une poudre fine utilisée comme boue dans les forages pétroliers et des revêtements pour moules de fonderie, des élévateurs de carbone dans l’industrie de l’acier (poudre de graphite synthétique et coke de pétrole en poudre). Les impacts environnementaux des usines de graphite comprennent la pollution de l’air, y compris l’exposition aux particules fines des travailleurs et la contamination des sols par les déversements de poudres entraînant une contamination des sols par des métaux lourds.

La manière la plus courante de recycler le graphite se produit lorsque des électrodes en graphite synthétique sont fabriquées et que des pièces sont découpées ou que les tournages sont jetés, ou que l’électrode (ou autre) est utilisée jusqu’au porte-électrode. Une nouvelle électrode remplace l’ancienne, mais il reste un morceau important de l’ancienne électrode. Celui-ci est concassé et calibré, et la poudre de graphite résultante est principalement utilisée pour augmenter la teneur en carbone de l’acier fondu. Les réfractaires contenant du graphite sont parfois également recyclés, mais souvent pas à cause de leur graphite: les éléments de plus grand volume, tels que les briques de carbone-magnésite qui contiennent seulement 15-25% de graphite, contiennent généralement trop peu de graphite. Cependant, une certaine brique de carbone-magnésite recyclée est utilisée comme base pour les matériaux de réparation de four, et également la brique de carbone-magnésite écrasée est utilisée dans les conditionneurs de laitier. Alors que les creusets ont une teneur élevée en graphite, le volume des creusets utilisés et ensuite recyclés est très faible.

Un produit de graphite en flocons de haute qualité qui ressemble beaucoup au graphite en flocons naturels peut être fabriqué à partir de l’acier kish. Kish est un grand volume de déchets presque fondus écrémé de la charge de fer fondu vers un four à oxygène basique, et consiste en un mélange de graphite (précipité dans le fer sursaturé), de laitier riche en chaux et de fer. Le fer est recyclé sur place, laissant un mélange de graphite et de laitier. Le meilleur processus de récupération utilise la classification hydraulique (qui utilise un flux d’eau pour séparer les minéraux par gravité spécifique: le graphite est léger et se dépose presque en dernier) pour obtenir un concentré brut de graphite à 70%. La lixiviation de ce concentré avec de l’acide chlorhydrique donne un produit de graphite à 95% avec une taille de flocon allant de 10 mesh vers le bas.