CN112239205A - 一种介入氯化钠水电解的石墨纯化设备与工艺 - Google Patents

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Abstract

一种介入氯化钠水电解的石墨纯化设备与工艺,其设备由石墨电极,鼓气头,出料管与槽体构成；其工艺是氯化钠与水混合物被电解,在电解液中有新鲜而活跃的氯离子CL‑1与碱基OH‑1；可以与石墨矿中云母,石英,高岭土,赤铁矿等反应生成水溶性物质去除。

Description

一种介入氯化钠水电解的石墨纯化设备与工艺
技术领域
本发明涉及新材料领域,特别涉及一种介入氯化钠水电解的石墨纯化设备与工艺。
背景技术
由于矿产石墨总是混杂有以云母,石英,高岭土,赤铁矿等形式存在的硅,铝,铁杂质；于是要生产高纯石墨都要投入强碱,强酸,乃至氢氟酸等强腐蚀性,高环保风险材料,昆明冶金学院“一种提纯高纯石墨的方法”(201010534852.)就公开了这种方法；还有将原料加热到3000℃左右,使沸点远低于碳的硅,铝,铁杂质蒸发,而收获纯石墨,其能耗巨大,产能有限,见沈阳中禾能源科技有限公司公开了一种“超高温连续式石墨提纯设备及方法”(201711402398.1)；为此有必要开发低环保风险,低能耗,低成本的高纯石墨生产设备与工艺；
从氯碱工业可知,氯化钠水在电解时可收获氯气与氢氧化钠,在电解液中有新鲜而活跃的氯离子CL-1与碱基OH-1；这可以与石墨矿中云母,石英,高岭土,赤铁矿等反应生成水溶性物质去除。
发明内容
一种介入氯化钠水电解的石墨纯化设备由石墨电极,鼓气头,出料管与槽体构成；其特征是槽体为长方形六面体,上顶面开口,在槽体内部从左至右分布有氯化钠水与石墨原料的混合槽,石墨电极槽,加工后氯化钠水反应剩余物与石墨的收集槽；混合槽的隔板下边与槽体下面密封,混合槽的隔板上边比槽体上平面低20-50mm,石墨电极6-18片均匀布置在石墨电极槽中,电极串联工作；收集槽的隔板下边与槽体下面间距5-20mm,收集槽的隔板上边与槽体上平面齐平,出料管接在槽体右边外表面近下边；鼓气头均匀分布安装在氯化钠水与石墨原料的混合槽内部的下面与石墨电极槽内部的下面；
利用本发明介入氯化钠水电解的石墨纯化设备进行石墨纯化工艺如下述:
1.设定初始条件:氯化钠,石墨原料,水己按重量比均匀混合,重量比符合工艺要求；
2.将程序1己均匀混合的氯化钠,石墨原料与水混合物注入槽体左边氯化钠水与石墨原料的混合槽,在鼓气下更均匀混合,并随着注入量的增加,开始从混合槽的隔板上边溢出进入石墨电极槽,接通电解直流电源,氯化钠与水混合物被电解,在电解液中有新鲜而活跃的氯离子CL-1与碱基OH-1；可以与石墨矿中云母,石英,高岭土,赤铁矿等反应生成水溶性物质去除；鼓气有利于充分反应；
3.打开出料管,加工后氯化钠水反应剩余物与石墨经收集槽均压排出；
调节并平衡注入混合槽氯化钠水与石墨原料混合物的量与从出料管排出已加工后氯化钠水反应剩余物与石墨的量,就可保持被加工石墨在石墨电极槽内停留时间达到工艺要求,并实现连续自动化生产；
后续经常规过滤,純净水洗,干燥,即收获高纯石墨。
附图说明
附图1是介入氯化钠水电解的石墨纯化设备结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步描述,但不是对本发明的一种限制；
一种介入氯化钠水电解的石墨纯化设备由石墨电极(2),鼓气头(4),出料管(3)与槽体(1)构成；其特征是槽体(1)为长方形六面体,上顶面开口,在槽体内部从左至右分布有氯化钠水与石墨原料的混合槽(1-1),石墨电极槽(1-5),加工后氯化钠水反应剩余物与石墨的收集槽(1-4)；混合槽(1-1)的隔板(1-2)下边与槽体(1)下面密封,混合槽(1-1)的隔板(1-2)上边比槽体(1)上平面低20-50mm,石墨电极(2)6-18片均匀布置在石墨电极槽(1-5)中,电极串联工作；收集槽(1-4)的隔板(1-3)下边与槽体(1)下面间距5-20mm,收集槽(1-4)的隔板(1-3)上边与槽体(1)上平面齐平,出料管(3)接在槽体(1)右边外表面近下边；鼓气头(4)均匀分布安装在氯化钠水与石墨原料的混合槽(1-1)内部的下面与石墨电极槽(1-5)内部的下面；
石墨电极(2)已商品化,串联石墨电极(2)采用已商品化电解直流电源；
鼓气头外接管道与气泵已商品化；
利用本发明介入氯化钠水电解的石墨纯化设备进行石墨纯化工艺如下述:
a.设定初始条件:氯化钠,石墨原料,水己按重量比均匀混合,重量比符合工艺要求；
设氯化钠,石墨原料,水混合物总重量为100％,其中氯化钠重量占5-20％,石墨原料重量占5-20％,余量为水；
b.将程序a己均匀混合的氯化钠,石墨原料与水混合物注入槽体左边氯化钠水与石墨原料的混合槽(1-1),在鼓气下更均匀混合,并随着注入量的增加,开始从混合槽(1-1)的隔板(1-2)上边溢出进入石墨电极槽(1-5),接通电解直流电源,氯化钠与水混合物被电解,在电解液中有新鲜而活跃的氯离子CL-1与碱基OH-1；可以与石墨矿中云母,石英,高岭土,赤铁矿等反应生成水溶性物质去除；鼓气有利于充分反应；
c.打开出料管(3),加工后氯化钠水反应剩余物与石墨经收集槽(1-4)均压排出；调节并平衡注入混合槽(1-1)氯化钠水与石墨原料混合物的量与从出料管(3)排出已加工后氯化钠水反应剩余物与石墨的量,就可保持被加工石墨在石墨电极槽(1-5)内停留时间达到工艺要求,并实现连续自动化生产；
被加工石墨在石墨电极槽(1-5)内停留时间10-120min；后续经常规过滤,純净水洗,干燥,即收获高纯石墨。

Claims (2)

1.一种介入氯化钠水电解的石墨纯化设备由石墨电极(2),鼓气头(4),出料管(3)与槽体(1)构成；其特征是槽体(1)为长方形六面体,上顶面开口,在槽体内部从左至右分布有氯化钠水与石墨原料的混合槽(1-1),石墨电极槽(1-5),加工后氯化钠水反应剩余物与石墨的收集槽(1-4)；混合槽(1-1)的隔板(1-2)下边与槽体(1)下面密封,混合槽(1-1)的隔板(1-2)上边比槽体(1)上平面低20-50mm,石墨电极(2)6-18片均匀布置在石墨电极槽(1-5)中,电极串联工作；收集槽(1-4)的隔板(1-3)下边与槽体(1)下面间距5-20mm,收集槽(1-4)的隔板(1-3)上边与槽体(1)上平面齐平,出料管(3)接在槽体(1)右边外表面近下边；鼓气头(4)均匀分布安装在氯化钠水与石墨原料的混合槽(1-1)内部的下面与石墨电极槽(1-5)内部的下面；
石墨电极(2)已商品化,串联石墨电极(2)采用已商品化电解直流电源；
鼓气头外接管道与气泵已商品化。
2.根据权利要求1,利用介入氯化钠水电解的石墨纯化设备进行石墨纯化工艺如下述:
a.设定初始条件:氯化钠,石墨原料,水己按重量比均匀混合,重量比符合工艺要求；
设氯化钠,石墨原料,水混合物总重量为100％,其中氯化钠重量占5-20％,石墨原料重量占5-20％,余量为水；
b.将程序a己均匀混合的氯化钠,石墨原料与水混合物注入槽体左边氯化钠水与石墨原料的混合槽(1-1),在鼓气下更均匀混合,并随着注入量的增加,开始从混合槽(1-1)的隔板(1-2)上边溢出进入石墨电极槽(1-5),接通电解直流电源,氯化钠与水混合物被电解,在电解液中有新鲜而活跃的氯离子CL-1与碱基OH-1；可以与石墨矿中云母,石英,高岭土,赤铁矿等反应生成水溶性物质去除；鼓气有利于充分反应；
c.打开出料管(3),加工后氯化钠水反应剩余物与石墨经收集槽(1-4)均压排出；调节并平衡注入混合槽(1-1)氯化钠水与石墨原料混合物的量与从出料管(3)排出已加工后氯化钠水反应剩余物与石墨的量,就可保持被加工石墨在石墨电极槽(1-5)内停留时间达到工艺要求,并实现连续自动化生产；
被加工石墨在石墨电极槽(1-5)内停留时间10-120min；
后续经常规过滤,純净水洗,干燥,即收获高纯石墨。
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