一种石墨提纯的方法及其装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105819436A(43)申请公布日2016.08.03(21)申请号201610293532.8(22)申请日2016.04.28(71)申请人哈尔滨摆渡新材料有限公司地址150090黑龙江省哈尔滨市宾县摆渡镇摆渡村东口屯(72)发明人张金玉(51)Int.Cl.C01B31/04(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种石墨提纯的方法及其装置(57)摘要本发明涉及一种提纯石墨的装置，包括石墨进料口1、进料管2、电阻炉3、炉体4、抽真空孔5、出气孔6、第一冷却室7、惰性气体注入泵8、第二冷却室9、出料口10、等离子体喷枪12和出料管14；其中，石墨进料口1与进料管2的一端相连，电阻炉3设于进料管2的管壁外侧，进料管2另一端与炉体4顶部相连接。本发明还涉及一种利用上述装置提纯石墨的方法。本发明的方法简单可行，装置耗能低、升温迅速并且提纯效果好。CN105819436ACN105819436A权利要求书1/1页1.一种提纯石墨的装置，其特征在于，包括石墨进料口1、进料管2、电阻炉3、炉体4、抽真空孔5、出气孔6、第一冷却室7、惰性气体注入泵8、第二冷却室9、出料口10、等离子体喷枪12和出料管14；其中，石墨进料口1与进料管2的一端相连，电阻炉3设于进料管2的管壁外侧，进料管2另一端与炉体4顶部相连接，炉体4的一侧壁开有一抽真空孔5，抽真空孔5与真空泵连接，炉体4的另一侧开有与第一冷却室7相连通的出气孔6，炉体4在侧壁上还设有一惰性气体注入泵8，惰性气体注入泵8位于第一冷却室7的下方，炉体4底部设有第二冷却室9，第二冷却室9与炉体4的内腔通过出料管14相连通，等离子体喷枪12设置在炉体4上，等离子体喷枪12的喷口与炉体4的内腔相通。2.根据权利要求1所述的提纯石墨的装置，其特征在于，进料管2内部设有进料螺杆21，出料管14内设有输送螺杆11。3.根据权利要求1所述的提纯石墨的装置，其特征在于，第一冷却室7和第二冷却室9外均设有冷水管。4.根据权利要求2所述的提纯石墨的装置，其特征在于，炉体4是由内衬和外壳组成的双层立式中空圆柱体结构，外壳采用不锈钢制作而成，内衬为一层附着在外壳内壁上的石墨砖。5.一种利用权利要求1至4任一项所述的装置提纯石墨的的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将石墨原料通过石墨进料口1放入进料管2中，关闭炉体4上所有的阀门使其处于密闭状态，将真空泵连接到抽真空孔5处，将炉体4内抽成真空状态，然后从惰性气体注入泵8处通入保护气体，使炉体4内压力恢复到大气压力；2)打开电阻炉3使其温度升高到1000℃至2000℃，以加热进料管2中的石墨原料，转动进料螺杆21并打开出气孔6处的抽气泵，同时等离子体喷枪12点火，使石墨受热后产生的气体进入第一冷却室7中冷却，而石墨固体落入炉体4内，再通过过高温等离子体焰流，落入第二冷却室9的底部；3)待提纯后石墨在第二冷却室9冷却后打开取出料口10取出提纯的石墨。6.根据权利要求5所述的提纯石墨的方法，其特征在于，电阻炉3的加热温度为1500℃。7.根据权利要求6所述的提纯石墨的方法，其特征在于，等离子体喷枪12喷出的等离子焰温度为3000℃。8.根据权利要求7所述的提纯石墨的方法，其特征在于，惰性气体注入泵8中通入的气体为氩气或者氮气。2CN105819436A说明书1/3页一种石墨提纯的方法及其装置技术领域[0001]本发明属于石墨提纯技术领域，具体涉及一种对天然石墨进行高纯度提纯的方法及装置。背景技术[0002]石墨是一种结晶形碳，六方晶系，为铁墨色至深灰色。其化学性质不活泼，耐腐蚀，与酸、碱等不易反应。因其具有的二维结构和导电、导热、润滑、耐高温、化学性能稳定等特点，使其广泛应用于冶金、机械、化工等领域。石墨成分纯净者极少，往往含各种杂质。而随着技术的不断发展，需要进一步提高石墨的纯度。[0003]目前，石墨提纯主要包括化学提纯和物理提纯两种方法。其中，化学提纯包括酸碱法、氢氟酸法与氯化焙烧法。化学提纯是利用石墨耐酸、碱、抗腐蚀的性质，用酸、碱处理石墨精矿，使杂质溶解，然后洗涤掉，提高精矿品位。化学提纯可获品位为99％的高碳石墨。化学提纯有多种方法，国内应用最广的是氢氧化钠高温熔融法。这种，工艺虽较先进，但也存在耗水量大、石墨流失多，生产率较低，耗碱量大，且排放的废液污染环境等不足。[0004]物理提纯即高温提纯，利用石墨耐高温的性质，将其置于电炉中，隔绝空气加热，使灰分(即杂质)挥发掉，从而提高精矿品位。高温提纯一般可获品位为99.9％的高纯石墨，而这个纯度已经远远不能满足高精尖行业的需求，这就急需提高工艺手段以获得更高纯度的石墨。发明内容[0005]本发明的目的是