CN206631578U - 一种高纯石墨生产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高纯石墨生产装置技术领域，特别是一种高纯石墨提纯、洗涤、干燥一体化的设备技术领域。该设备包括三合一罐和溶剂中转罐组成，三合一罐通过挡板挤压和超声作用，提高提纯效率，冲洗时间短，耗水量小，通过底部气体加热和夹套热媒加热，酸碱提纯、洗涤、干燥一体化，即“三合一”，避免了由于物料转移所引起损失物料和环境污染。

Description

一种高纯石墨生产装置

技术领域

本实用新型涉及一种高纯石墨生产装置技术领域，特别是一种高纯石墨提纯、洗涤、干燥一体化的装置技术领域。

背景技术

石墨作为一种高能晶体碳材料，因其独特的结构和良好的导热导电性、耐高温性、

化学稳定性等特点，广泛应用于原子能、汽车、航天技术、冶金、化工、机械等行业。天然石墨经过选矿处理后的含碳量最高仅能达95% 左右，而且石墨中的杂质（二氧化硅、金属氧化物等）相互包覆、焦结在一起，远远不能满足高纯石墨应用领域的需求，目前提纯石墨方法主要碱酸法，通过酸碱去除其中的杂质，达到提纯的目的。

然而在实际的生产过程中存在以下不足和缺点：一是常规的去除除杂质的方法去除效率低，难以满足纯度要求；二是酸碱置换，冲洗时间长，耗水量大，造成水资源浪费，增加生产成本；三是物料细小，过滤困难，容易堵塞滤板；四是酸碱提纯、洗涤、干燥分别处于不同的反应装置中，物料需要转移，操作复杂，易于损失物料，造成环境污染。因此，石墨提纯生产过程中冲洗、脱水、干燥都是制约生产效率和原料品质的重要环节。

发明内容

针对以上技术问题本申请提供了一种石墨生产设备，如图1和2所示，该设备包括三合一罐（1）和溶剂中转罐（2）组成，三合一罐（1）内设有挡板（3）和第一滤板（4），挡板（3）连接第一升降件（6），第一滤板（4）连接第二升降件（11），三合一罐（1）为正八面体，内壁上设有八块第一超声板（5），三合一罐（1）上端设有进料口（7），进料口（7）下方10-15cm处设有带有滤网通气口（13），通气口（13）分别与大气和真空相连，底部设有溶液进口（8）和进气口（9），溶液进口（8）溶液流出方向与第一滤板（4）平行；进气口（9）气体喷出方向与第一滤板（4）平行；进气口（9）中设有单向阀（12），溶剂中转罐（2）上端通过罐底阀（10）和三合一罐（1）连接。

通过提升第一升降件（6）升起档板（3），当档板（3）高于进料口（7）后，将石墨通过进料口(7)加入三合一罐（1）中，降低第一升降件（6）至进料口（7）下方。碱液由三合一罐（1）底部溶液进口（8）进入三合一罐（1）内部，溶液进口（8）溶液流出方向与第一滤板（4）平行。二者平行一方面可以增大第一滤板（4）的竖直移动范围，另一方面可以减少溶液经过“捷径”通过滤板的现象。同时打开超声装置，使得石墨在强碱条件下充分反应，反应结束后，通过降低第一升降件（6）下降档板（3），溶液通过罐底阀（10）排出至溶剂中转罐（2）中。当石墨沉积到底部时反方向提升档板（3），溶液或气体由底部反向进入，使得沉积在底部的石墨升起并在超声的作用下均匀分散，避免堵塞滤板。当碱液基本排出后，清水由溶液进口（8）进入三合一罐（1）内部，在超声作用下清洗石墨至中性，洗液排出后进入酸液，进一步提纯、水洗。洗至中性后，调节档板（3）的高度至进料口（7）下方且在排气口（13）上方，热干燥气由底部带有单向阀（12）的进气口（9）吹入三合一罐（1）底部，热气体通过第一滤板（4）后，带走石墨中的水分，气体经排气口（13）排出大气。当三合一罐（1）升温后，关闭相应阀门，三合一罐（1）石墨所在区域为封闭区域，由排气口（13）接入真空，进行真空干燥，干燥结束后通过提升第二升降件（11）升起第一滤板（4），通过进料口（7）取出样品。

有益效果

1本设备除杂质的效率高，纯度满足要求；

提取液中气泡在超声波的作用下产生振动，当声压达到一定值时，气泡由于定向扩散而增大，形成共振腔，然后突然闭合，这就是超声波的空化效应。这种气泡在闭合时会在其周围产生几千个大气压的压力，形成微激波，它可造成石墨中的杂质（二氧化硅、金属氧化物等）包覆体和焦结体破裂，而且整个破裂过程在瞬间完成，有利于杂质成分的溶出。超声波在 ‘空化效应’和机械作用一方面可有效地破碎包覆体和焦结体，使杂质成分呈游离状态并溶入提取液体中，另一方面可加速提取液体的分子运动，使得提取杂质成分快速接触，相互溶合、混合。此外超声有利于石墨分散，不会出现沉积。

2本设备酸碱置换借助超声和上板挤压，酸碱去除充分，冲洗时间短，耗水量小，效率高。

3本设备当石墨沉积到底部时反方向提升档板，溶液或气体由底部反向进入，使得沉积在底部的石墨升起并在超声的作用下均匀分散，避免堵塞滤板。

4本设备是酸碱提纯、洗涤、干燥一体化，即 “三合一”，避免了由于物料转移所引起损失物料和环境污染。

附图说明

附图1 实施例1的剖面图。

附图2 实施例1沿附图1辅助线AA＇的切面图。

附图3实施例2的剖面图。

附图4 实施例2沿附图3辅助线BB＇的切面图。

附图5实施例3的剖面图。

附图6 实施例3沿附图1辅助线CC＇的切面图。

附图7实施例3沿附图7辅助线DD＇的切面图。

附图8实施例4的剖面图。

附图9实施例4沿附图7辅助线EE＇的切面图。

附图10实施例5的剖面图。附图1 实施例1的剖面图。

图中：1-三合一罐；2- 溶剂中转罐；3-挡板；4-第一滤板；5-第一超声板；6-第一升降件；7-进料口；8-溶液进口；9-进气口；10-罐底阀；11-第二升降件；12-单向阀；13-通气口；14-盘管；15-第二超声板；16-第三升降件；17-夹套。

具体实施方式

实施例1

一种石墨生产设备，如图1和2所示，该设备包括三合一罐（1）和溶剂中转罐（2）组成，三合一罐（1）内设有挡板（3）和第一滤板（4），挡板（3）连接第一升降件（6），第一滤板（4）连接第二升降件（11），三合一罐（1）为正八面体，内壁上设有八块第一超声板（5），三合一罐（1）上端设有进料口（7），进料口（7）下方10-15cm处设有带有滤网通气口（13），通气口（13）分别与大气和真空相连，底部设有溶液进口（8）和进气口（9），溶液进口（8）溶液流出方向与第一滤板（4）平行；进气口（9）气体喷出方向与第一滤板（4）平行；进气口（9）中设有单向阀（12），溶剂中转罐（2）上端通过罐底阀（10）和三合一罐（1）连接。

实施例2

如图3和4所示，本实施例与实施例1基本相同，不同之处在底部设有溶液进口（8）和进气口（9）分别与位于三合一罐（1）底部的带有气孔的盘管(14)相连，气体或者液体由第一盘管底部通气阀（8）进入，后经由通气口（13）排出。

气体均匀，垂直向上。

实施例3

如图5、6和7所示，本实施例与实施例2基本相同，不同之处在于三合一罐（1）罐体截面为圆形，四块第二超声板（15）被固定到第二升降件（11）上，四块第二超声板（15）插入挡板（3）和第一升降件（6）中，挡板（3）能够沿着四块第二超声板（15）上下移动。

第二超声板（15）置于罐体内部，可以充分发挥超声的作用效果。

实施例4

如图8和9所示，本实施例与实施例3基本相同，不同之处在于在第二升降件（11）上和第一升降件（6）之间设有第三升降件（16），四块超声板（15）被固定到第三升降件（16）上。在加热过程中，四块超声板（15）绝大部分区域可以通过第三升降件（16）升高到三合一罐（1）加热区域以外，减少加热对于超声板的影响。

实施例5

如图10所示，本实施例与实施例4基本相同，不同之处在于，三合一罐（1）罐体外壁设有夹套（17）。此夹套依附在罐体表面，热水经由夹套口上部加入，下部排出，热水循环使用，以便控制温度。

如上所述，已经在上面具体地描述了本发明的实施例，但是本发明不限于此。本领域的技术人员应该理解，可以根据设计要求或其他因素进行各种修改、组合、子组合或者替换，而它们在所附权利要求及其等效物的范围内。

Claims (5)

1.一种高纯石墨生产装置，包括三合一罐（1）和溶剂中转罐（2）组成，三合一罐（1）内设有挡板（3）和第一滤板（4），挡板（3）连接第一升降件（6），第一滤板（4）连接第二升降件（11），三合一罐（1）为正八面体，内壁上设有八块第一超声板（5），三合一罐（1）上端设有进料口（7），进料口（7）下方10-15cm处设有带有滤网通气口（13），通气口（13）分别与大气和真空相连，底部设有溶液进口（8）和通气口（9），溶液进口（8）溶液流出方向与第一滤板（4）平行；通气口（9）气体喷出方向与第一滤板（4）平行；通气口（9）中设有单向阀（12），溶剂中转罐（2）上端通过罐底阀（10）和三合一罐（1）连接。

2.如权利要求1所述一种高纯石墨生产装置，其特征在于底部设有溶液进口（8）和通气口（9）分别与位于三合一罐（1）底部的带有气孔的盘管(14)相连。

3.如权利要求2所述一种高纯石墨生产装置，其特征在于三合一罐（1）罐体截面为圆形，四块第二超声板（15）被固定到第二升降件（11）上，四块第二超声板（15）插入挡板（3）和第一升降件（6）中，挡板（3）能够沿着四块第二超声板（15）上下移动。

4.如权利要求3所述一种高纯石墨生产装置，其特征在于在第二升降件（11）上和第一升降件（6）之间设有第三升降件（16），四块第二超声板（15）被固定到第三升降件（16）上。

5.如权利要求4所述一种高纯石墨生产装置，其特征在于三合一罐（1）罐体外壁设有夹套（17）。