[發明專利]一種基于高溫氣化除雜的石墨炭化方法

在審

• 申請號: 201811044791.2
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN110885081A
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 胡順虎;胡鵬程
• 申請（專利權）人: 石門楚晶新材料有限責任公司
• 主分類號: C01B32/215
• 分類號: C01B32/215
• 代理公司: 長沙德恒三權知識產權代理事務所(普通合伙) 43229
• 代理人: 徐仰貴

本發明公開了一種基于高溫氣化除雜的石墨炭化方法，包括以下步驟：步驟1：進料步驟；采用基于液壓或電機驅動的推料機構將石墨粉推入炭化爐內；步驟2：炭化提純步驟；保持炭化爐內的溫度在2500～3200℃，石墨粉在炭化爐內在保護氣氛下被炭化提純處理；石墨粉中的金屬雜質被高溫氣化；步驟3:出料步驟；廢氣以及被炭化提純后的石墨粉經出料裝置排出。該基于高溫氣化除雜的石墨炭化方法，生產效率高，節約能耗，易于實施。

技術領域

本發明涉及一種基于高溫氣化除雜的石墨炭化方法。

背景技術

現有的石墨炭化是采用人工送料進入炭化爐實現石墨粉的炭化，具體的，先將石墨粉裝入碳舟中，再由操作人員使用推桿將裝有石墨粉的碳舟送入爐體的碳管中加熱，過一段時間后，再送入下一個裝有石墨粉的碳舟。詳見公開號為CN201882914U的專利，其名稱為：鋰離子電池用石墨負極材料高溫石墨化碳管爐；這種炭化方式的缺點有：

(1)生產效率低，由于人工推進碳舟，效率低。

(2)進料機構占用空間大，導致整個炭化系統占地面積大，對廠房等環境因素要求高。

(3)由于碳舟裝載量有限，也導致生產效率低，產能低。

(4)由于加熱時碳舟和石墨粉一并加熱，因此，碳舟也耗費大量的熱量，導致能耗居高不下，生產成本高。

而且由于碳舟的存在，碳舟內部和外部的溫度環境存在差異，導致碳舟內不同位置的石墨粉加熱的均一性較差，導致最終出品的石墨品質較差。而且碳舟占用較大的空間，導致每一次進料的量較少，因而產量受到限制。

另外，現有技術采用高溫離子置換工藝，在爐內沖入氯氣(或氟利昂)，在高溫環境下使得氯氣與石墨中的金屬雜質形成金屬化合物(如氯化物或氟化物)，然后將金屬化合物氣化排出會隨高溫氣體排出，實現石墨的純化。工作溫度為2000℃左右。這種工藝又稱為：高溫離子置換除雜。

而且氯氣或氟利昂對環境有害。

現有技術產能低，現有產量是120-130kg/天；投資大，能耗高。

因此，有必要設計一種新的基于高溫氣化除雜的石墨炭化方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于高溫氣化除雜的石墨炭化方法，該基于高溫氣化除雜的石墨炭化方法生產效率高。

發明的技術解決方案如下：

一種基于高溫氣化除雜的石墨炭化方法，包括以下步驟：

步驟1：進料步驟；

采用基于液壓或電機驅動的推料機構將石墨粉推入炭化爐內；

步驟2：炭化提純步驟；

保持炭化爐內的溫度在2500～3200℃，石墨粉在炭化爐內在保護氣氛下被炭化提純處理；石墨粉中的金屬雜質被高溫氣化；

步驟3:出料步驟；

廢氣以及被炭化提純后的石墨粉經出料裝置排出。

步驟1-3連續且循環實施，實現持續的生產。

推料機構用于將原料間歇性地推入到炭化爐中；推料機構包括柱塞(5)和用于驅動柱塞在進料管中往復運動的驅動機構；柱塞位于進料管中；進料管與石墨炭化系統中的炭化爐的入口相通，所述的進料管上方設有與進料管連通的料斗；所述的驅動機構為液壓驅動機構；液壓驅動機構包括液壓油缸(22)、液壓站(23)以及用于控制液路通斷的閥門；閥門受控于控制器；液壓站通過液壓油管與液壓油缸相連；液壓油缸的活塞通過推桿與柱塞相連，所述的控制器為MCU，優選PLC。

MCU連接有人機接口設備；人機接口設備包括顯示屏和用于輸入參數的按鍵或觸摸板。