CN105460926A - 一种天然石墨无舟皿纯化工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种天然石墨无舟皿纯化工艺，特别是一种不采用间歇炉纯化工艺中普遍使用的物料容器，也不采用连续炉纯化工艺中普遍使用的物料舟皿的天然石墨无舟皿纯化工艺；而是采用立式感应加热连续纯化炉将天然石墨原料直接置于炉膛中实施连续纯化，即通过预热处理和纯化工艺对天然鳞片石墨或天然微晶石墨进行高温连续纯化；本天然石墨无舟皿纯化工艺省掉了物料容器或物料舟皿，且温度、时间、物料流动速度可控、可调，具有品质稳定、工作可靠、高效率、低成本、绿色环保的特点。

Description

一种天然石墨无舟皿纯化工艺

技术领域

本发明涉及一种天然石墨无舟皿纯化工艺，特别是一种不采用间歇炉纯化工艺中普遍使用的物料容器，也不采用连续炉纯化工艺中普遍使用的物料舟皿的天然石墨无舟皿纯化工艺。

背景技术

天然石墨包括天然鳞片石墨和天然微晶石墨两大类，是我国优势矿产资源之一，要实现天然石墨的深加工应用，必须对其进行纯化处理，利用高温去除石墨中的杂质是一种先进的环保型石墨纯化工艺，该工艺按纯化炉分为采用物料容器的间歇炉纯化工艺和采用物料舟皿的连续炉纯化工艺两大类。由于物料容器和物料舟皿是一种随物料一起升温和降温的辅助工具，在纯化工程中消耗大量的电能，导致高温纯化工艺成本偏高，不利于规模化生产。如间歇炉纯化工艺用电量高达每吨天然石墨15000kwh，连续炉纯化工艺用电量高达每吨天然石墨10000kwh，且两种纯化工艺均不适合提纯99.995%以上天然微晶石墨。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种天然石墨无舟皿纯化工艺，该工艺也是一种高温纯化工艺，但不使用物料容器或物料舟皿，从而大幅降低了能耗和生产成本。

本发明的技术方案：一种天然石墨无舟皿纯化工艺，其特征在于所述的天然石墨无舟皿纯化工艺是在天然石墨纯化过程中，不采用间歇炉纯化工艺中普遍使用的物料容器，也不采用连续炉纯化工艺中普遍使用的物料舟皿，而是采用立式感应加热连续纯化炉将天然石墨原料直接置于炉膛中实施连续纯化，该纯化工艺由以下原料和步骤完成：

所述原料为天然石墨原料，该天然石墨原料为两大类:

一类是经过浮选处理后的天然鳞片石墨，其含碳量在96%以上，其中大鳞片石墨在98%以上，按材料来源和纯化工艺要求，将其颗粒度划分为+30目，30-50目，50-80目，80-120目，120-200目，-200目共6种规格；

另一类是经过浮选、酸碱法简易纯化处理后的天然微晶石墨，含碳量在92%以上，按纯化工艺要求，将其颗粒度划分为8-12目，12-20目，20-30目，30-50目，50-80目，80-120目，120-200目，-200目共8种规格；

预热处理：当上述原料中的经过浮选处理后的天然鳞片石墨或经过浮选、酸碱法简易纯化处理后的天然微晶石墨规格原料需要纯化时，先采用带预热进料装置在氮气保护环境下对该原料进行纯化前预热处理，去除原料中的水份和挥发份，带预热进料装置预热温度在100-300℃之间可控可调，能耗控制在每吨天然石墨300kwh以内；

所述带预热进料装置与立式感应加热连续纯化炉串联连接，即对带预热进料装置出来的物料，采用封闭管道直接送到立式感应加热连续纯化炉中进行纯化处理，避免在空气中回潮；

纯化装备：采用立式感应加热连续纯化炉纯化天然石墨粉末，该立式感应加热连续纯化炉上方与带预热进料装置连通，下方与出料装置连接，即经过带预热进料装置处理的物料从立式感应加热连续纯化炉上方进入炉膛，在立式感应加热连续纯化炉中纯化完毕后，再由立式感应加热连续纯化炉下方的出料装置输送至炉外的物料容器中；通过带预热进料装置与出料装置协同配合，物料自上而下匀速流动，流量可控、可调；

纯化工艺：按天然石墨材质、以及是否在立式感应加热连续纯化炉内加入纯化气体，将纯化工艺划分为以下四大类型；

①天然鳞片石墨纯化工艺如下：

采用2800-3000℃的超高温度并在氮气保护下对含碳量≧96%的天然鳞片石墨进行连续纯化热处理，在原料达到2800-3000℃温度并维持2小时以上的前提下，其粒度与出炉产品含碳量指标之间的对应关系为：+30目，≧99.995%；30-50目，≧99.992%；50-80目，≧99.990%；80-120目，≧99.98%；120-200目，≧99.96%；-200目，≧99.95%；用电量为每吨天然石墨5000-6000kwh，粒度越大、目数越小，用电量越少，反之用电量越大；

②纯化炉内加纯化气体的天然鳞片石墨纯化工艺如下：

在立式感应加热连续纯化炉内加入少量氯气、或氯气和氟利昂的混合气体，采用2500-2700℃的超高温度并在氮气保护下对上述6种粒度规格的含碳量≧96%的天然鳞片石墨进行连续纯化热处理，其含碳量指标均可达到99.999%，用电量为每吨天然石墨2500-4000kwh；

③天然微晶石墨纯化工艺如下：

天然石墨无舟皿纯化工艺采用2800-3000℃的超高温度并在氮气保护下对含碳量≧92%的天然微晶石墨进行连续纯化热处理，在原料达到2800-3000℃温度并维持2小时以上的前提下，其粒度与出炉产品含碳量指标之间的对应关系为：8-12目，≧99.99%；12-20目，≧99.98%；30-50目，≧99.96%；50-80目，99.94%；80-120目，≧99.92%；120-200目，≧99.9%；-200目，≧99.6%；用电量为每吨天然石墨6500-8000kwh，粒度越大、目数越小，用电量越少，反之用电量越大；

④纯化炉内加纯化气体天然微晶石墨纯化工艺如下：

在立式感应加热连续纯化炉内加入少量氯气、或氯气和氟利昂的混合气体，采用2500-2700℃的高温并在氮气保护下对上述-120目粒度规格的含碳量≧92%的天然微晶石墨进行连续纯化热处理，其含碳量指标均可达到99.999%，用电量为每吨天然石墨4000-6000kwh。

天然石墨无舟皿纯化工艺由进料装置将天然石墨粉末从感应加热立式连续纯化炉顶部送入该纯化炉炉膛中，在进料装置和出料装置的协同配合下，粉末顺着炉膛自上而下流动进入高温区，在高温区将粉末中的杂质气化并排出纯化炉，继续向下流动经冷却区，冷却后由纯化炉底部的出料装置送出纯化炉，周而复始，实现了无舟皿连续纯化生产。

从本发明上述方法和数据可知，本天然石墨无舟皿纯化工艺省掉了物料容器或物料舟皿，具有高效率、低成本、绿色环保的特点。

具体实施方式

一种天然石墨无舟皿纯化工艺，其特征在于所述的天然石墨无舟皿纯化工艺是在天然石墨纯化过程中，不采用间歇炉纯化工艺中普遍使用的物料容器，也不采用连续炉纯化工艺中普遍使用的物料舟皿，而是采用立式感应加热连续纯化炉将天然石墨原料直接置于炉膛中实施连续纯化，该纯化工艺由以下原料和步骤完成：

所述原料为天然石墨原料，该天然石墨原料为两大类:

一类是经过浮选处理后的天然鳞片石墨，其含碳量在96%以上，其中大鳞片石墨在98%以上，按材料来源和纯化工艺要求，将其颗粒度划分为+30目，30-50目，50-80目，80-120目，120-200目，-200目共6种规格；

另一类是经过浮选、酸碱法简易纯化处理后的天然微晶石墨，含碳量在92%以上，按纯化工艺要求，将其颗粒度划分为8-12目，12-20目，20-30目，30-50目，50-80目，80-120目，120-200目，-200目共8种规格；

预热处理：当上述原料中的经过浮选处理后的天然鳞片石墨或经过浮选、酸碱法简易纯化处理后的天然微晶石墨规格原料需要纯化时，先采用带预热进料装置在氮气保护环境下对该原料进行纯化前预热处理，去除原料中的水份和挥发份，带预热进料装置预热温度在100-300℃之间可控可调，能耗控制在每吨天然石墨300kwh以内；

所述带预热进料装置与立式感应加热连续纯化炉串联连接，即对带预热进料装置出来的物料，采用封闭管道直接送到立式感应加热连续纯化炉中进行纯化处理，避免在空气中回潮；

纯化装备：采用立式感应加热连续纯化炉纯化天然石墨粉末，该立式感应加热连续纯化炉上方与带预热进料装置连通，下方与出料装置连接，即经过带预热进料装置处理的物料从立式感应加热连续纯化炉上方进入炉膛，在立式感应加热连续纯化炉中纯化完毕后，再由立式感应加热连续纯化炉下方的出料装置输送至炉外的物料容器中；通过带预热进料装置与出料装置协同配合，物料自上而下匀速流动，流量可控、可调；

纯化工艺：按天然石墨材质、以及是否在立式感应加热连续纯化炉内加入纯化气体，将纯化工艺划分为以下四大类型；

①天然鳞片石墨纯化工艺如下：

采用2800-3000℃的超高温度并在氮气保护下对含碳量≧96%的天然鳞片石墨进行连续纯化热处理，在原料达到2800-3000℃温度并维持2小时以上的前提下，其粒度与出炉产品含碳量指标之间的对应关系为：+30目，≧99.995%；30-50目，≧99.992%；50-80目，≧99.990%；80-120目，≧99.98%；120-200目，≧99.96%；-200目，≧99.95%；用电量为每吨天然石墨5000-6000kwh，粒度越大、目数越小，用电量越少，反之用电量越大；

②纯化炉内加纯化气体的天然鳞片石墨纯化工艺如下：

在立式感应加热连续纯化炉内加入少量氯气、或氯气和氟利昂的混合气体，采用2500-2700℃的超高温度并在氮气保护下对上述6种粒度规格的含碳量≧96%的天然鳞片石墨进行连续纯化热处理，其含碳量指标均可达到99.999%，用电量为每吨天然石墨2500-4000kwh之间；

③天然微晶石墨纯化工艺如下：

采用2800-3000℃的超高温度并在氮气保护下对含碳量≧92%的天然微晶石墨进行连续纯化热处理，在原料达到2800-3000℃温度并维持2小时以上的前提下，其粒度与出炉产品含碳量指标之间的对应关系为：8-12目，≧99.99%；12-20目，≧99.98%；30-50目，≧99.96%；50-80目，99.94%；80-120目，≧99.92%；120-200目，≧99.9%；-200目，≧99.6%；用电量为每吨天然石墨6500-8000kwh，粒度越大、目数越小，用电量越少，反之用电量越大；

④纯化炉内加纯化气体天然微晶石墨纯化工艺如下：

在立式感应加热连续纯化炉内加入少量氯气、或氯气和氟利昂的混合气体，采用2500-2700℃的高温并在氮气保护下对上述-120目粒度规格的含碳量≧92%的天然微晶石墨进行连续纯化热处理，其含碳量指标均可达到99.999%，用电量为每吨天然石墨4000-6000kwh之间。

本天然石墨无舟皿纯化工艺省掉了物料容器或物料舟皿，且温度、时间、物料流动速度可控、可调，具有品质稳定、工作可靠、高效率、低成本、绿色环保的特点。

Claims (1)

1.一种天然石墨无舟皿纯化工艺，其特征在于所述的天然石墨无舟皿纯化工艺是在天然石墨纯化过程中，采用立式感应加热连续纯化炉将天然石墨原料直接置于炉膛中实施连续纯化，该纯化工艺由以下原料和步骤完成：

A、所述原料为天然石墨原料，该天然石墨原料为两大类：

一类是经过浮选处理后的天然鳞片石墨，其含碳量在96%以上，其中大鳞片石墨在98%以上，按材料来源和纯化工艺要求，将其颗粒度划分为+30目，30-50目,50-80目，80-120目，120-200目，-200目共6种规格；

另一类是经过浮选、酸碱法简易纯化处理后的天然微晶石墨，含碳量在92%以上，按纯化工艺要求，将其颗粒度划分为8-12目,12-20目，20-30目，30-50目，50-80目，80-120目，120-200目，-200目共8种规格；

B、预热处理：当上述原料中的经过浮选处理后的天然鳞片石墨或经过浮选、酸碱法简易纯化处理后的天然微晶石墨规格原料需要纯化时，先采用带预热进料装置在氮气保护环境下对该原料进行纯化前预热处理，去除原料中的水份和挥发份，带预热进料装置预热温度在100-300℃之间可控可调，能耗控制在每吨天然石墨300kwh以内；

所述带预热进料装置与立式感应加热连续纯化炉串联连接，即对带预热进料装置出来的物料，采用封闭管道直接送到立式感应加热连续纯化炉中进行纯化处理，避免在空气中回潮；

C、纯化装备：采用立式感应加热连续纯化炉纯化天然石墨粉末，该立式感应加热连续纯化炉上方与带预热进料装置连通，下方与出料装置连接，即经过带预热进料装置处理的物料从立式感应加热连续纯化炉上方进入炉膛，在立式感应加热连续纯化炉中纯化完毕后，再由立式感应加热连续纯化炉下方的出料装置输送至炉外的物料容器中；通过带预热进料装置与出料装置协同配合，物料自上而下匀速流动，流量可控、可调；

D、纯化工艺：按天然石墨材质、以及是否在立式感应加热连续纯化炉内加入纯化气体，将纯化工艺划分为以下四大类型；

①天然鳞片石墨纯化工艺如下：

采用2800-3000℃的超高温度并在氮气保护下对含碳量≧96%的天然鳞片石墨进行连续纯化热处理，在原料达到2800-3000℃温度并维持2小时以上的前提下，其粒度与出炉产品含碳量指标之间的对应关系为：+30目，≧99.995%；30-50目，≧99.992%；50-80目，≧99.990%；80-120目，≧99.98%；120-200目，≧99.96%；-200目，≧99.95%；用电量为每吨天然石墨5000-6000kwh；

②纯化炉内加纯化气体的天然鳞片石墨纯化工艺如下：

在立式感应加热连续纯化炉内加入少量氯气、或氯气和氟利昂的混合气体，采用2500-2700℃的超高温度并在氮气保护下对上述6种粒度规格的含碳量≧96%的天然鳞片石墨进行连续纯化热处理，其含碳量指标均可达到99.999%，用电量为每吨天然石墨2500-4000kwh；

③天然微晶石墨纯化工艺如下：

采用2800-3000℃的超高温度并在氮气保护下对含碳量≧92%的天然微晶石墨进行连续纯化热处理，在原料达到2800-3000℃温度并维持2小时以上的前提下，其粒度与出炉产品含碳量指标之间的对应关系为：8-12目，≧99.99%；12-20目，≧99.98%；30-50目，≧99.96%；50-80目，99.94%；80-120目，≧99.92%；120-200目，≧99.9%；-200目，≧99.6%；用电量为每吨天然石墨6500-8000kwh；

④纯化炉内加纯化气体天然微晶石墨纯化工艺如下：

在立式感应加热连续纯化炉内加入少量氯气、或氯气和氟利昂的混合气体，采用2500-2700℃的高温并在氮气保护下对上述-120目粒度规格的含碳量≧92%的天然微晶石墨进行连续纯化热处理，其含碳量指标均可达到99.999%，用电量为每吨天然石墨4000-6000kwh之间。