Published July 21, 2023 | Version v1
Publication Metadata-only

Improvement of Ball Mill Performance in Recycled Ultrafine Graphite Waste Production for Carbon Block Applications

Creators

  • 1. Mahidol University
  • 2. National Nanotechnology Center

Description

A carbon block is a carbonaceous material used in various applications such as bearings, mechanical seals, and electrical brushes. This work aims to fabricate carbon blocks from industrial graphite waste, a residue from the cutting and tooling process of graphite block production. The ball milling process was used to fabricate ultrafine graphite waste to enhance the packing of carbon blocks. The milling performance was profoundly affected by dispersing agents in which sodium dodecyl sulfate (SDS), lignosulfonate (LS), and mixed dispersant (LS-SDS) were applied. The results showed that LS-SDS had the best milling performance, the greatest grinding index, and a flowable slurry, indicating the potentiality of this formulation for the environmentally friendly manufacture of ultrafine graphite waste. Carbon blocks were prepared from oven-dried ultrafine graphite waste, which was mixed with amorphous carbon and pitch. This carbon mixture was formed a block by compaction before carbonization and impregnation. The density of the fabricated carbon blocks increased from 1.76 to 1.83 g/cm3 after impregnation along with the increase in hardness, flexural strength, and reduction in electrical resistivity from 83, 62 MPa, and 40 μΩ m to 88, 81 MPa, and 39 μΩ m, respectively. The physical properties of carbon blocks prepared from ultrafine graphite waste were comparable to the properties of typical pristine carbon products.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الكتلة الكربونية هي مادة كربونية تستخدم في تطبيقات مختلفة مثل المحامل وموانع التسرب الميكانيكية والفرش الكهربائية. يهدف هذا العمل إلى تصنيع كتل الكربون من نفايات الجرافيت الصناعية، وهي بقايا من عملية القطع والأدوات لإنتاج كتل الجرافيت. تم استخدام عملية طحن الكرة لتصنيع نفايات الجرافيت متناهية الصغر لتعزيز تعبئة الكتل الكربونية. تأثر أداء الطحن بشكل كبير بعوامل التشتيت التي تم فيها تطبيق كبريتات دوديسيل الصوديوم (SDS) واللجنوسلفونات (LS) والمشتت المختلط (LS - SDS). أظهرت النتائج أن LS - SSD كان له أفضل أداء طحن، وأكبر مؤشر طحن، وطين قابل للتدفق، مما يشير إلى إمكانات هذه التركيبة للتصنيع الصديق للبيئة لنفايات الجرافيت متناهية الصغر. تم تحضير الكتل الكربونية من نفايات الجرافيت فائقة الصغر المجففة في الفرن، والتي تم خلطها مع الكربون غير المتبلور والطبقة. تم تشكيل خليط الكربون هذا ككتلة عن طريق الضغط قبل الكربنة والتشريب. زادت كثافة الكتل الكربونية المصنعة من 1.76 إلى 1.83 جم/سم 3 بعد التشريب جنبًا إلى جنب مع الزيادة في الصلابة وقوة الانثناء وانخفاض المقاومة الكهربائية من 83 و 62 ميجا باسكال و 40 ميكرو أوم متر إلى 88 و 81 ميجا باسكال و 39 ميكرو أوم متر على التوالي. كانت الخصائص الفيزيائية للكتل الكربونية المحضرة من نفايات الجرافيت متناهية الصغر مماثلة لخصائص منتجات الكربون البكر النموذجية.

Translated Description (French)

Un bloc de carbone est un matériau carboné utilisé dans diverses applications telles que les roulements, les joints mécaniques et les balais électriques. Ce travail vise à fabriquer des blocs de carbone à partir de déchets industriels de graphite, un résidu du processus de coupe et d'outillage de la production de blocs de graphite. Le processus de broyage à boulets a été utilisé pour fabriquer des déchets de graphite ultrafin afin d'améliorer le conditionnement des blocs de carbone. Les performances de broyage ont été profondément affectées par les agents dispersants dans lesquels du dodécylsulfate de sodium (SDS), du lignosulfonate (LS) et un dispersant mixte (LS-SDS) ont été appliqués. Les résultats ont montré que LS-SDS avait les meilleures performances de broyage, le plus grand indice de broyage et une suspension fluide, ce qui indique le potentiel de cette formulation pour la fabrication respectueuse de l'environnement de déchets de graphite ultrafin. Des blocs de carbone ont été préparés à partir de déchets de graphite ultrafin séchés à l'étuve, qui ont été mélangés avec du carbone amorphe et du brai. Ce mélange de carbone a été formé en bloc par compactage avant carbonisation et imprégnation. La densité des blocs de carbone fabriqués a augmenté de 1,76 à 1,83 g/cm3 après imprégnation, ainsi que l'augmentation de la dureté, de la résistance à la flexion et de la réduction de la résistivité électrique de 83, 62 MPa et 40 μΩ m à 88, 81 MPa et 39 μΩ m, respectivement. Les propriétés physiques des blocs de carbone préparés à partir de déchets de graphite ultrafines étaient comparables aux propriétés des produits de carbone vierge typiques.

Translated Description (Spanish)

Un bloque de carbono es un material carbonoso utilizado en diversas aplicaciones, como rodamientos, sellos mecánicos y escobillas eléctricas. Este trabajo tiene como objetivo fabricar bloques de carbono a partir de residuos industriales de grafito, un residuo del proceso de corte y mecanizado de la producción de bloques de grafito. El proceso de molienda con bolas se utilizó para fabricar desechos de grafito ultrafinos para mejorar el empaque de los bloques de carbono. El rendimiento de la molienda se vio profundamente afectado por los agentes dispersantes en los que se aplicaron dodecilsulfato de sodio (SDS), lignosulfonato (LS) y dispersante mixto (LS-SDS). Los resultados mostraron que LS-SDS tuvo el mejor rendimiento de molienda, el mayor índice de molienda y una suspensión fluida, lo que indica la potencialidad de esta formulación para la fabricación respetuosa con el medio ambiente de desechos de grafito ultrafino. Los bloques de carbono se prepararon a partir de residuos de grafito ultrafino secados al horno, que se mezclaron con carbono amorfo y brea. Esta mezcla de carbono se formó un bloque por compactación antes de la carbonización e impregnación. La densidad de los bloques de carbono fabricados aumentó de 1.76 a 1.83 g/cm3 después de la impregnación junto con el aumento de la dureza, la resistencia a la flexión y la reducción de la resistividad eléctrica de 83, 62 MPa y 40 μΩ m a 88, 81 MPa y 39 μΩ m, respectivamente. Las propiedades físicas de los bloques de carbono preparados a partir de residuos de grafito ultrafino fueron comparables a las propiedades de los productos típicos de carbono prístino.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحسين أداء مطحنة الكرة في إنتاج نفايات الجرافيت فائقة الدقة المعاد تدويرها لتطبيقات الكتل الكربونية
Translated title (French)
Amélioration des performances du broyeur à boulets dans la production de déchets de graphite ultrafin recyclé pour les applications de blocs de carbone
Translated title (Spanish)
Mejora del rendimiento del molino de bolas en la producción de residuos de grafito ultrafino reciclado para aplicaciones de bloques de carbono

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4385073570
DOI
10.1021/acsomega.3c02688

Is supplement to
https://openalex.org/W4284993559 (Other)
https://openalex.org/W2944045227 (Other)
https://openalex.org/W2810442068 (Other)
https://openalex.org/W2789571739 (Other)
https://openalex.org/W2354611855 (Other)
https://openalex.org/W2083495253 (Other)
https://openalex.org/W2076559504 (Other)
https://openalex.org/W2025687592 (Other)
https://openalex.org/W2001328283 (Other)
https://openalex.org/W1988062520 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1963609945
  • https://openalex.org/W1973114902
  • https://openalex.org/W1974477936
  • https://openalex.org/W1995858078
  • https://openalex.org/W2014233498
  • https://openalex.org/W2038242606
  • https://openalex.org/W2041051433
  • https://openalex.org/W2043423579
  • https://openalex.org/W2051122020
  • https://openalex.org/W2051496980
  • https://openalex.org/W2057862251
  • https://openalex.org/W2065885380
  • https://openalex.org/W2069888626
  • https://openalex.org/W2075545131
  • https://openalex.org/W2089783309
  • https://openalex.org/W2256472936
  • https://openalex.org/W2342061822
  • https://openalex.org/W2347040641
  • https://openalex.org/W2504079722
  • https://openalex.org/W2563633142
  • https://openalex.org/W2896276629
  • https://openalex.org/W2965532549
  • https://openalex.org/W2981041128
  • https://openalex.org/W2988505541
  • https://openalex.org/W3001419905
  • https://openalex.org/W3031099681
  • https://openalex.org/W3046487183
  • https://openalex.org/W3106157551
  • https://openalex.org/W3114816875
  • https://openalex.org/W3145678943
  • https://openalex.org/W4206153877
  • https://openalex.org/W4229007671
  • https://openalex.org/W4244097699
  • https://openalex.org/W4249805019
  • https://openalex.org/W51579876