一种连续式高温石墨提纯设备.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102923699A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102923699A(43)申请公布日2013.02.13(21)申请号201210487294.6(22)申请日2012.11.26(71)申请人鹤岗市赛欧新材料有限责任公司地址154100黑龙江省鹤岗市东山区鹤萝公路6公里处道南(72)发明人史金生高占斌史明旭(74)专利代理机构北京超凡志成知识产权代理事务所(普通合伙)11371代理人李世喆(51)Int.Cl.C01B31/04(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书22页页附图附图11页(54)发明名称一种连续式高温石墨提纯设备(57)摘要本发明涉及一种连续式高温石墨提纯设备，它包括立式的密闭金属夹层炉体外壳和支撑平台，圆筒石墨坩埚和对它加热的中频感应加热圈，炉中心排废气管直通炉体外上下两端，上端有观察孔和惰性气体进孔,下端连接真空泵,通过排气管上端进入惰性气体,构成的进排气系统，使炉内产生的废气能顺利排出炉外。过渡舱式的进出料系统，保证空气不会进入炉内，确保炉内石墨不被氧化，石墨粉子从过渡舱进入坩埚里自由落下并通过石墨坩埚，石墨粉子进入加热区被加热到3000℃，然后经过强制降温区、降至常温出炉，结果是高温中的杂质气化被真空泵抽出炉外冷却还原成灰分，实现连续高温石墨的提纯，石墨的纯度可达到99.99%。CN102936ACN102923699A权利要求书1/1页1.一种连续式高温石墨提纯设备。2.如权利要求1所述的一种连续式高温石墨提纯设备，其特征在于立式的密闭金属夹层炉体外壳和支撑平台，圆筒石墨坩埚和对它加热的中频感应加热圈，炉中心排废气管直通炉体外上下两端，上端有观察孔和惰性气体进孔,下端连接真空泵,通过排气管上端进入惰性气体,构成的进排气系统，使炉内产生的废气能顺利排出炉外，过渡舱式的进出料系统，保证空气不会进入炉内，确保炉内石墨不被氧化，石墨粉子从过渡舱进入坩埚里自由落下并通过石墨坩埚，石墨粉子进入加热区被加热到3000℃，然后经过强制降温区、降至200℃以下出炉。2CN102923699A说明书1/2页一种连续式高温石墨提纯设备技术领域[0001]本发明涉及非金属材料领域，是用于石墨提纯的设备。背景技术[0002]目前天然石墨和人造石墨的碳含量都达不到高纯的纯度，想要达到高纯必须提纯。碳含量需达到99.99%以上，现提纯的方法有以下几种，1、氢氟酸法，2、氯化焙烧法，3、高温法。[0003]氢氟酸法和氯化焙烧法虽然达到了99.99%，但存在的不足是氟化物和氯化物污染较严重，治理的费用很高，不宜提倡。[0004]高温提纯的方法是：利用石墨的一个重要性质是具有很高的熔点，它的熔点是3850℃，石墨是自然界中熔点最高的物质之一，它的熔点远高于所含杂质的沸点，因此理论上认为，只要将石墨原料加热到2700℃-3000℃就可以超过杂质沸点的性质，使它们率先气化而脱除，就可以将所有杂质除掉，达到提纯石墨的目的。[0005]目前采用的方法是用艾奇逊炉或者是周期式真空中频感应炉，具体方法是将石墨粉子装在一个独立的石墨坩埚里置于炉中，按照设定的升温曲线加热到2700℃-3000℃然后降温出炉，不足之处有两点：一是从常温加热到2700℃-3000℃再将致常温的时间较长，艾奇逊炉一个周期的时间是7-10天，周期式真空中频感应炉一个周期是1-2天；二是对石墨粉子加热必须对石墨坩埚加热，石墨粉子才能获得热量，石墨坩埚的质量一般和石墨粉子质量相当，因此提纯一吨石墨粉子要付出二倍的能量，从常温加热到2700℃-3000℃再降到常温，致使坩埚的热量被浪费掉了，所以生产周期长，耗能巨大，成本很高。发明内容[0006]本发明的目的就是为了改进上述现有技术存在的不足，提供一种连续式石墨高温提纯设备，做到石墨提纯时间短、低能耗、无污染的目的。[0007]本发明为了实现上述其技术问题所采用的技术方案是：制造一个长3m-20m，直径0.5m-5m的圆筒石墨坩埚竖直放置，在坩埚的上部外围是中频电源的感应加热圈对石墨坩埚连续加热，石墨粉子在坩埚里自由落下并通过石墨坩埚，石墨粉子从常温区进入预热区被预热、再进入加热区被加热到2700℃-3000℃，然后经过自然降温区、强制降温区、降至200℃以下出炉，其结果是：2700℃-3000℃高温区里的石墨中金属氧化物和硅酸盐类杂质气化被真空泵抽出炉外冷却并且还原成灰分，从而实现石墨的提纯的连续式，应用此设备提纯石墨粉子实现了时间短、低能耗、无污染的目的。[0008]艾奇逊炉或者是周期式真空中频感应炉加热到了2700℃-3000℃需要很长的时间、和很多电能，然后需要降至常温出炉，所以即耗时、又耗能。本发明的有益效果是：石墨坩埚只要被加热到2700℃