[實(shí)用新型]一種連續(xù)型石墨高溫提純裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820842564.3
• 申請日: 2018-06-01
• 公開（公告）號: CN208471547U
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任東風(fēng);文貴強(qiáng);李玉峰;王文齊;陳濤;鄧嗣敏;李印龍
• 申請（專利權(quán)）人: 凱盛石墨碳材料有限公司
• 主分類號: C01B32/215
• 分類號: C01B32/215
• 代理公司: 安徽省蚌埠博源專利商標(biāo)事務(wù)所 34113
• 代理人: 陳俊

本實(shí)用新型公開一種連續(xù)型石墨高溫提純裝置，包括豎直設(shè)置的料筒，料筒外壁設(shè)有夾套，夾套下部設(shè)有冷卻水入口、上部設(shè)有冷卻水出口；料筒頂部連接有進(jìn)料倉；料筒由上至下包含緩沖區(qū)、激光加熱區(qū)與降溫區(qū)，緩沖區(qū)內(nèi)壁對稱設(shè)有兩塊朝下的斜板，兩塊斜板的底邊之間形成落料口，緩沖區(qū)上部側(cè)壁設(shè)有穿出夾套的進(jìn)氣管；激光加熱區(qū)側(cè)壁設(shè)有激光振鏡；降溫區(qū)上部側(cè)壁設(shè)有穿出夾套的出氣管，降溫區(qū)底部連接有出料倉；石墨在下落的過程中經(jīng)過激光加熱區(qū),通過激光振鏡對石墨迅速激光加熱，使石墨中的雜質(zhì)氣化，最終在出料倉內(nèi)得到提純后的石墨；本裝置能夠連續(xù)地對石墨進(jìn)行高溫提純，且周期短、生產(chǎn)成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種連續(xù)型石墨高溫提純裝置。

背景技術(shù)

石墨熔點(diǎn)為3652℃，是元素碳的一種同素異形體，每個碳原子周邊連結(jié)著另外三個碳原子（排列方式呈蜂巢式的多個六邊形）以共價鍵結(jié)合，構(gòu)成共價分子。由于每個碳原子存在一個自由電子，能夠在石墨分子網(wǎng)面自由移動，因此石墨屬于導(dǎo)電體。高純石墨是指含碳量大于99.9%的石墨，具有強(qiáng)度高、抗熱震性好、耐高溫、抗氧化、電阻系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于冶金、化工、航天、電子、機(jī)械、核能等工業(yè)領(lǐng)域。行業(yè)的不斷發(fā)展對石墨純度的要求越來越高，而高溫提純設(shè)備的研發(fā)是石墨研發(fā)的重要方向。

目前，石墨提純的方法主要包括：浮選法、堿酸法、氫氟酸法、氯化焙燒法以及高溫法。浮選法是石墨初步富集的常用方法，浮選得到的石墨精礦固定碳含量普遍低于97%，對石墨的純度提升有上限，但是整個流程操作簡單，工藝成熟，通常作為預(yù)處理對石墨原礦進(jìn)行初步提純。

堿酸法、氫氟酸法、氯化焙燒法均屬于化學(xué)法提純。堿酸法提純石墨工藝復(fù)雜，能耗高，提純效率低，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，對環(huán)境有一定影響。氫氟酸法提純的石墨固定碳含量能夠達(dá)到99.9%以上，雖然設(shè)備簡單、操作簡單、成本較低，但是氫氟酸腐蝕性強(qiáng)，對人體有一定危害，對環(huán)境存在較大污染，生產(chǎn)過程中須對安全與廢水進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控。氯化焙燒法提純石墨提純效率和回收率高，但工藝條件不穩(wěn)定、純化成本較高、尾氣難處理、容易造成空氣污染嚴(yán)重等。此外，氯氣有一定毒性、對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重等缺點(diǎn)，可控性差，限制了氯化焙燒法的推廣應(yīng)用。

高溫法提純所用的設(shè)備是艾奇遜爐和周期式真空感應(yīng)電爐。具體步驟是將石墨置于一個石墨坩堝內(nèi)，然后將石墨坩堝加熱到2700～3000℃，通過石墨坩堝加熱石墨。但是目前還存在以下三個問題：一、加熱周期長，艾奇遜爐從開始加熱到降到常溫一般需要8～10天，感應(yīng)電爐需要2～3天；二、艾奇遜爐和感應(yīng)電爐均是間接加熱，不是直接加熱石墨粉體，加熱石墨坩堝消耗大量的能量；三、艾奇遜爐和感應(yīng)電爐都不能連續(xù)生產(chǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種連續(xù)型石墨高溫提純裝置，該裝置能夠連續(xù)地對石墨進(jìn)行高溫提純，且周期短、生產(chǎn)成本低。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種連續(xù)型石墨高溫提純裝置，包括豎直設(shè)置的料筒，料筒外壁設(shè)有夾套，夾套下部設(shè)有冷卻水入口、夾套上部設(shè)有冷卻水出口；料筒頂部連接有進(jìn)料倉，進(jìn)料倉頂部設(shè)有進(jìn)料口與抽氣口，進(jìn)料口設(shè)有第一進(jìn)料閥，抽氣口用于連接抽真空設(shè)備，進(jìn)料倉底部設(shè)有第二進(jìn)料閥；所述料筒由上至下包含緩沖區(qū)、激光加熱區(qū)與降溫區(qū)，緩沖區(qū)內(nèi)壁對稱設(shè)有兩塊朝下的斜板，兩塊斜板的底邊之間形成落料口，緩沖區(qū)上部側(cè)壁設(shè)有穿出夾套的進(jìn)氣管；激光加熱區(qū)側(cè)壁設(shè)有激光振鏡；降溫區(qū)上部側(cè)壁設(shè)有穿出夾套的出氣管，降溫區(qū)底部連接有出料倉。

進(jìn)一步的，所述降溫區(qū)由上至下包含一級降溫區(qū)與二級降溫區(qū)，料筒一級降溫區(qū)的內(nèi)徑大于料筒二級降溫區(qū)的內(nèi)徑。

本實(shí)用新型的有益效果是，石墨放置在進(jìn)料倉時對進(jìn)料倉抽真空，避免石墨的氧化；石墨在下落的過程中經(jīng)過激光加熱區(qū),通過激光振鏡對石墨迅速激光加熱，使石墨中的雜質(zhì)氣化，通過進(jìn)氣管向料筒內(nèi)通入保護(hù)氣體，保護(hù)氣體將氣化的雜質(zhì)由出氣管排出，最終在出料倉內(nèi)得到提純后的石墨；激光加熱后的石墨經(jīng)過降溫區(qū)，通過夾套內(nèi)的冷卻水降溫；本裝置能夠連續(xù)地對石墨進(jìn)行高溫提純，且周期短、生產(chǎn)成本低。