CN207294185U - 一新型连续高温法石墨提纯设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种新型连续高温法石墨提纯设备，主要由石墨填料系统、主机、加热控制系统、出料系统及循环输送系统组成，其中，所述石墨填料系统用于将物料填入石墨坩埚，所述石墨坩埚由液压推进系统送入主机，所述主机包括中温段主机和高温段主机，所述中温段主机区和高温段主机区中间由高碳出料系统连接，所述高碳出料系统为液压下落式出料系统，所述高温段主机后连接卸料系统和循环输送系统。本实用新型既能生产高碳石墨也能生产高纯石墨，采用液压下落式出料系统和闭路循环输料系统，可以连续高效生产，既降低生产成本，提高生产效率，又可减少对环境和产品的污染。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种新型连续高温法石墨提纯设备，可用于中碳晶质和微晶石墨连续提纯至高碳石墨或者高纯石墨，属于机械制造领域。
背景技术
石墨是一种极为重要的战略资源，根据结晶形态不同分为晶质石墨、隐晶质石墨。石墨及其制品广泛应用在冶金、机械、核能、军工以及节能环保，电子信息，高端装备等领域。随着近年来石墨烯新材料研究开发及产业化应用的突破，石墨作为战略资源的重要性更加凸显，我国天然石墨资源储量丰富，目前已成为世界上最大的石墨生产、出口和消费国。
将石墨原料加工成石墨材料或者制品，从技术上首先必须对其提纯，而后再根据所应用的领域在粒度、形貌或性能上进行加工。石墨提纯质量的高低决定着石墨材料的使用特性和综合性能，石墨纯度越高，应用价值越高。
石墨的提纯是制备所有石墨材料的基础，是石墨材料发展的共性问题。目前国内外主要的石墨提纯方法有浮选法、碱酸法、氢氟酸法、氯化焙烧法、高温法等。而我国的高纯高碳石墨制备技术大部分仍沿用落后的碱酸法、氢氟酸法或者间歇式高温法提纯石墨，制备技术基础薄弱，有能力采用先进提纯技术的企业不多，而且性能不稳定，成本偏高，缺乏竞争力，部分企业从国外高价引进的先进设备，由于“水土不服”，缺乏技术指导，难以正常运转。因此，针对连续高温法提纯石墨所遇到的瓶颈，我们设计了这种新型的连续高温法石墨提纯设备。
发明内容
本实用新型的目的是为了解决目前流行的碱酸法、氢氟酸法、间歇式高温法提纯石墨所遇到的成本高，环境污染大以及制备基础薄弱等问题，主要针对中碳晶质石墨及微晶石墨的连续高温法提纯，可以按照要求提升至高碳产品和高纯产品，从而提出了一种新的技术方案。
为达到上述目的，本实用新型可以通过以下技术方案来实现： 一种新型连续高温法石墨提纯设备，主要由石墨填料系统（1）、主机、加热控制系统（15）、出料系统及循环输送系统组成，其中，所述石墨填料系统（1）用于将物料填入石墨坩埚（12），所述石墨坩埚（12）由液压推进系统（2）送入主机，所述主机包括中温段主机和高温段主机，所述中温段主机由中温升温区（3），中温恒温区（4）以及中温过渡区（5）组成；所述高温段主机由高温升温区（7），高温恒温区（8），高温冷却区（9）和高纯出料区（10）组成，所述中温段主机区和高温段主机区中间由高碳出料系统（6）连接；所述高碳出料系统为液压下落式出料系统，所述高温段主机后连接卸料系统（11）和循环输送系统（13）。
为了实现连续高效生产，提高生产效率，基于上述技术方案，进一步的改进在于，所述循环输送系统为推舟式轨道输送循环系统，采用机械手将物料载体石墨坩埚（12）放置于轨道相应卡槽，由液压推进系统（2）推动石墨坩埚（12）在循环输送系统前进，形成闭路循环。
为了实现连续高效生产，提高生产效率，基于上述技术方案，进一步的改进在于，所述高碳出料系统为液压下落式出料系统，包括活动底座、候补底座及液压系统，当石墨坩埚经循环输送系统运行至高碳出料系统，需要取料时，活动底座在液压系统作用下向下降落将石墨坩埚输送至主机外，同时侧面候补底座滑出填补，完成一次对接，后续石墨坩埚补上；如果需要继续出料，液压系统继续动作，完成下一个出料动作；如果不需要继续出料，下落式出料系统将石墨坩埚送往高温段主机。
为了在不停炉的情况下，随时调整生产高碳石墨和高纯石墨，基于上述技术方案，进一步的改进在于，所述石墨坩埚（12）为若干组，所述若干组石墨坩埚（12）可以装填不同种类的物料，中碳晶质石墨或者隐晶质石墨。
为了减少粉尘污染，优化提纯环境，基于上述技术方案，进一步的改进在于，所述石墨提纯设备内采用真空负压工作。
本实用新型和现有相关设备及技术相比，所具有的优点是：①本新型采用中温区和高温区串联方式生产，可以同时实现从中碳石墨制备高碳石墨和高纯石墨，也可以实现从高碳石墨制备高纯石墨；②采用推舟式链动前进输送物料，高纯石墨坩埚作为物料载体，设备内形成闭路循环连续生产方式，高效，低成本；③与碱酸法等方法相比，可以减少酸碱等原料对产品和环境的污染；④设备内采用负压形式，可以减少粉尘污染，优化提纯环境，提高生产效率；⑤中温区和高温区连接处高碳石墨产品采用下落式取料，简单，方便，具有很好的连续性；⑥采用机械手抓式放置和提取石墨坩埚，具有连续、高效以及自动化等特点。
附图说明
图1是本实用新型一种实施例结构示意图；
图2是图1的A向视图。
图中：1-石墨充填系统；2-液压推进系统；3-中温升温区；4-中温恒温区；5-中温过渡区；6-高碳石墨出料系统；7-高温升温区；8-高温恒温区；9-高温冷却区；10-高纯石墨出料口；11-高纯石墨卸料系统；12-石墨坩埚；13-循环输料系统；14-高碳石墨卸料系统；15-加热控制系统；16-废气排放系统。
具体实施方式
现结合附图以具体实例对本实用新型做进一步详细述明：
如图1，图2所示，一种新型连续高温法石墨提纯设备，主要由石墨填料系统（1）、主机、加热控制系统（15）、出料系统及循环输送系统组成，其中，所述石墨填料系统（1）用于将物料填入石墨坩埚（12），所述石墨坩埚（12）由液压推进系统（2）送入主机，所述主机包括中温段主机和高温段主机，所述中温段主机由中温升温区（3），中温恒温区（4）以及中温过渡区（5）组成；所述高温段主机由高温升温区（7），高温恒温区（8），高温冷却区（9）和高纯出料区（10）组成，所述中温段主机区和高温段主机区中间由高碳出料系统（6）连接；所述高碳出料系统为液压下落式出料系统，所述高温段主机后连接卸料系统（11）和循环输送系统（13）。
其中，所述循环输送系统为推舟式轨道输送循环系统，采用机械手将物料载体石墨坩埚（12）放置于轨道相应卡槽，由液压推进系统（2）推动石墨坩埚（12）在循环输送系统前进，形成闭路循环；所述高碳出料系统为液压下落式出料系统，包括活动底座、候补底座及液压系统，当石墨坩埚经循环输送系统运行至高碳出料系统，需要取料时，活动底座在液压系统作用下向下降落将石墨坩埚输送至主机外，同时侧面候补底座滑出填补，完成一次对接，后续石墨坩埚补上；如果需要继续出料，液压系统继续动作，完成下一个出料动作；如果不需要继续出料，下落式出料系统将石墨坩埚送往高温段主机；实现连续高效生产，提高生产效率。
所述石墨坩埚（12）为若干组，所述若干组石墨坩埚（12）可以装填不同种类的物料。
在一种实施例中，所述石墨坩埚（12）中分别装填若干组中碳晶质石墨和若干组微晶石墨，实现了在不停炉的情况下一次生产不同所需产品；并且生产过程在，所述石墨提纯设备内采用真空负压工作，减少粉尘污染，优化提纯环境。
本实用新型一种新型连续高温法石墨提纯设备工作过程如下：在高纯石墨坩埚12中装入需要提纯的石墨原料，由液压推进系统2推送高纯石墨坩埚12进入炉体中温升温区3，经过中温恒温区4和中温过渡区5，高碳石墨产品经过高碳出料系统6由液压下落式出料系统卸料，高碳产品经过高碳石墨卸料系统14卸出；需进行高温提纯则继续进入高温升温区7，经过高温恒温区8和高温冷却区9，由高纯石墨出料口10出料，产品经过高纯石墨卸料系统11卸出，卸空的石墨坩埚12由循环输送系统14进行闭路循环输送，中温区和高温区加热由加热控制系统15进行温度的控制、检测和调控。
高碳出料系统6采用液压下落式出料系统，即当石墨坩埚运行到此处需要卸料时，活动底座向下降落将石墨坩埚输送至主机外，同时侧面候补底座滑出填补，完成一次对接。
加热控制系统15采用温度可控可测系统，对中温区和高温区既可以同时加热，也可以分开加热，分别在100-2000℃和2000-3000℃可控制加热，节约能源，提高加热效率。
本实用新型既能生产高碳石墨也能生产高纯石墨，采用液压下落式出料系统和闭路循环输料系统，可以连续高效生产，既降低生产成本，提高生产效率，又可减少对环境和产品的污染。
Claims (5)
1.一种新型连续高温法石墨提纯设备，主要由石墨填料系统(1)、主机、加热控制系统(15)、出料系统及循环输送系统组成，其特征在于，所述石墨填料系统(1)用于将物料填入石墨坩埚(12)，所述石墨坩埚(12)由液压推进系统(2)送入主机，所述主机包括中温段主机和高温段主机，所述中温段主机由中温升温区(3)，中温恒温区(4)以及中温过渡区(5)组成；所述高温段主机由高温升温区(7)，高温恒温区(8)，高温冷却区(9)和高纯出料区(10)组成，所述中温段主机区和高温段主机区中间由高碳出料系统(6)连接；所述高碳出料系统为液压下落式出料系统，所述高温段主机后连接卸料系统(11)和循环输送系统(13)。
2.根据权利要求1所述的一种新型连续高温法石墨提纯设备，其特征在于，所述循环输送系统为推舟式轨道输送循环系统，采用机械手将物料载体石墨坩埚(12)放置于轨道相应卡槽，由液压推进系统(2)推动石墨坩埚(12)在循环输送系统前进，形成闭路循环。
3.根据权利要求1所述的一种新型连续高温法石墨提纯设备，其特征在于，所述高碳出料系统为液压下落式出料系统，包括活动底座、候补底座及液压系统，当石墨坩埚经循环输送系统运行至高碳出料系统，需要取料时，活动底座在液压系统作用下向下降落将石墨坩埚输送至主机外，同时侧面候补底座滑出填补，完成一次对接，后续石墨坩埚补上；如果需要继续出料，液压系统继续动作，完成下一个出料动作；如果不需要继续出料，下落式出料系统将石墨坩埚送往高温段主机。
4.根据权利要求1-3任意一项权利要求所述的一种新型连续高温法石墨提纯设备，其特征在于，所述石墨坩埚(12)为若干组，所述若干组石墨坩埚(12)可以装填不同种类的物料，中碳晶质石墨或者隐晶质石墨。
5.根据权利要求1所述的一种新型连续高温法石墨提纯设备，其特征在于，所述石墨提纯设备内采用真空负压工作。
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|---|---|---|---|---|
| CN110745821A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-02-04 | 凯盛石墨碳材料有限公司 | 一种用于石墨提纯炉的自动进出料装置 |
| CN111228834A (zh) * | 2020-02-17 | 2020-06-05 | 北京航空航天大学 | 一种高真空连续提纯石墨装置及其应用 |
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