石墨中的杂质来自两个通道,一个是原料,另一个是碳生产过程中的混合。
生产碳原料,石油焦和煤沥青,杂质含量一般为0.3~0.5%,利用杂质含量低的原料去做核石墨,这是最有效也最容易做的。规定生产核石墨要用石油焦,灰分<0.04%,其次要保证在核石墨的整个生产过程中,严格要求生产设备和环境清洁,不使杂质混入生产中,并在石墨化学过程中进行热净化和化学净化。
在石墨化过程中,焙烧的半成品由于高温会挥发出一些杂质。例如,镁的洗涤点为1108℃,钙的沸点为1484℃。它们的氧化物被碳还原成金属后,在石墨化过程中挥发出来。将挥发性较弱的碳化硅分解成硅,在1800℃下放电。2200℃后,石墨中杂质含量约为0.1%。
反应器使用的高纯石墨为UCC生产的AGOT牌高纯石墨,杂质含量<0.1%,采用热纯度法生产。将石墨化温度提高到2800℃
在3000℃时,剩余的杂质以碳化物的形式蒸发。利用高温将石墨中的灰分降低到0.1%以下,这就是热净化方法。由于石墨化炉芯中心的温度高于炉芯边缘的温度,所以将石墨放在石墨化炉芯中心进行石墨化。