专利名称：一种提纯土状石墨的方法
技术领域：
本发明涉及土状石墨的提纯方法。
背景技术：
土状石墨又称无定型石墨或隐晶质石墨或微晶石墨。其矿石纯度较鳞片石墨矿石纯度高，但很难进一步提纯。这使得它的应用受到极大限制。同时土状石墨又具有其他石墨不同的特点。这些特点使得高纯度的土状石墨在某些领域，特别是高科技领域有着特殊的用途。目前，土状石墨的提纯主要是化学方法，但有些方法成本高，有些对酸碱液的处理困难、环境污染较重，而且对土状石墨纯度的提高也难以令人满意。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种工艺简单，提纯纯度高的，具有良好环保效果的土状石墨提纯方法。
本发明的工艺步骤为将经过预处理的土状石墨原料装入艾奇逊石墨化电炉，装炉时，先用保温材料垫好炉底，再将土状石墨装入电炉，形成炉芯，炉芯外包裹有保温材料，并隔绝与空气接触，在炉内升温10-60小时，当炉内温度为1600-3000℃间一设定温度后，并保温0.5-12小时，接着冷却，出炉。
优选的炉内温度为2300-2600℃一设定温度。
所述的预处理的土状石墨是指在装炉前将石墨原矿进粉碎、筛分或造型、干燥。
所述的筛分将破碎的原料选出合适的粒度。
所述造型是将原料用成型机压制成粒状、球状或方砖状等几何形状。
在筛分的土状石墨与保温材料之间用遇高温后板结的碳素材料或遇高温后碳化的木质，竹质板材分开，以防止出炉时土状石墨与保温材料混料，降低产品的纯度。
而造型土状石墨则是直接装入电炉形成炉芯，其外包裹保温材料也可达到防止出炉时混料的效果。
所述的冷却是将提纯了的石墨在炉内隔氧冷却至可以出炉的温度，即在30-100℃的条件下出炉。
本发明工艺简单，由变压整流供电装置向艾奇逊石墨化电炉供电，利用炉内电阻产生的焦耳热提高炉内温度，根据产品不同纯度要求将炉内温度提高到1600-3000℃，这时土状石墨中的杂质会由于高温气化而挥发出去，达到提纯石墨的良好效果。如当温度上升到950℃时，大部分挥发份就挥发出去了。又如镁的沸点为1108℃，钙的沸点为1484℃，铝的沸点为2057℃。它们的氧化物被碳还原成金属后，就在高温状态下挥发出去了。某些不能和碳化合的单体金属或化合物，如果分散度大，能直接汽化排出，如铜等。在本发明中通过对原料的预处理，可使提纯效果更好，另外，本发明工艺更加的环保，经过本发明处理提纯的石墨其固定碳含量可在其原料的基础上得到较大提高，试验证明可达到99.6％以上，可以极大地丰富土状石墨的应用范围。本工艺不仅使土状石墨的纯度得到极大提高，而且赋于土状石墨一些新的优良性质。
具体实施例方式实施例1先将固定碳含量为88％的土状石墨原料进行粉碎至50毫米以下，接着将破碎的原料进行筛分到粒度为1-50毫米，再进行干燥。将干燥后的原料装入艾奇逊石墨化电炉，装炉时，先用保温材料垫好炉底，再用土状石墨形成炉芯，并在土状石黑的外围用遇高温后板结的碳素材料石油焦包裹，然后用保温材料包裹与空气隔绝。由于石油焦的作用可有效地防止出炉时混料现象。接下来进行升温，炉内高温是由变压整流供电装置向艾奇逊石墨化电炉供电，利用炉内电阻产生的焦耳热提高炉内温度。炉内升温12小时，当炉内温度提高到1800℃，并稳定1小时，土状石墨中的杂质会由于高温气化而挥发出去。接着进行冷却，将提纯了的土状石墨原料在炉内隔氧冷却至80℃后，出炉。再分级，将经提纯的土状石墨原料按粒度或纯度进行区分。最后，进行包装。成品的固定碳含量可达到92.38％。
实施例2先将固定碳含量为80％的土状石墨原料进行粉碎至50毫米以下，接着将破碎的原料进行筛分到粒度为1-30毫米，再进行干燥。将干燥后的原料装入艾奇逊石墨化电炉，装炉时，先用保温材料垫好炉底，再用土状石墨形成炉芯，并在土状石黑的外围用遇高温后板结的碳素材料石油焦包裹，然后用保温材料包裹与空气隔绝。同时由于石油焦的作用可有效地防止出炉时混料现象。接下来进行升温，炉内高温是由变压整流供电装置向艾奇逊石墨化电炉供电，利用炉内电阻产生的焦耳热提高炉内温度。炉内升温30小时，当炉内温度提高到2100℃，并稳定8小时，土状石墨中的杂质会由于高温气化而挥发出去。接着进行冷却，将提纯了的土状石墨原料在炉内隔氧冷却至60℃后，出炉。再分级，将经提纯的土状石墨原料按粒度或纯度进行区分。最后，进行包装。成品的固定碳含量可达到88.76％。
实施例3先将固定碳含量为88％的土状石墨原料进行粉碎至50毫米以下，接着将破碎的原料进行筛分到粒度为5-30毫米，再进行干燥。将干燥后的原料装入艾奇逊石墨化电炉，装炉时，先用保温材料垫好炉底，再用土状石墨形成炉芯，并在土状石黑的外围用遇高温后碳化的木质、竹质板材包裹，然后用保温材料包裹与空气隔绝。接下来进行升温，炉内高温是由变压整流供电装置向艾奇逊石墨化电炉供电，利用炉内电阻产生的焦耳热提高炉内温度。炉内升温40小时，当炉内温度提高到2300℃，并稳定4小时，土状石墨中的杂质会由于高温气化而挥发出去。接着进行冷却，将提纯了的土状石墨原料在炉内隔氧冷却至60℃后，出炉。再分级，将经提纯的土状石墨原料按粒度或纯度进行区分。最后，进行包装。成品的固定碳含量可达到97.41％。
实施例4先将固定碳含量为90％的土状石墨原料进行粉碎至30毫米以下，接着将破碎的原料筛分到粒度为0-3毫米和3-30毫米，前者通过压制机压制成方砖状再进行干燥。先用保温材料垫好炉底，将干燥后的原料装入艾奇逊石墨化电炉，形成炉芯，然后用保温材料包裹与空气隔绝。接下来进行升温，炉内高温是由变压整流供电装置向艾奇逊石墨化电炉供电，利用炉内电阻产生的焦耳热提高炉内温度。炉内升温43小时，当炉内温度提高到2500℃，并稳定5小时，土状石墨中的杂质会由于高温气化而挥发出去。接着进行冷却，将提纯了的土状石墨原料在炉内隔氧冷却至90℃后，出炉。再分级，将经提纯的土状石墨原料按粒度或纯度进行区分。最后，进行包装。成品的固定碳含量可达到99.64％。
实施例5先将固定碳含量为90％的土状石墨原料进行粉碎至50毫米以下，接着将破碎的原料进行筛分到粒度为1-30毫米，再进行干燥。将干燥后的原料装入艾奇逊石墨化电炉，装炉时，先用保温材料垫好炉底，再用土状石墨形成炉芯，并在土状石黑的外围用遇高温后板结的石油焦包裹，然后用保温材料包裹与空气隔绝。接下来进行升温，炉内高温是由变压整流供电装置向艾奇逊石墨化电炉供电，利用炉内电阻产生的焦耳热提高炉内温度。炉内升温46小时，当炉内温度提高到2700℃，并稳定6小时，土状石墨中的杂质会由于高温气化而挥发出去。接着进行冷却，将提纯了的土状石墨原料在炉内隔氧冷却至60℃后，出炉。再分级，将经提纯的土状石墨原料按粒度或纯度进行区分。最后，进行包装。成品的固定碳含量可达到99.9％。
权利要求
1.一种提纯土状石墨的方法，工艺步骤为将经过预处理的土状石墨原料装入艾奇逊石墨化电炉，装炉时，先用保温材料垫好炉底，再将土状石墨装入电炉，形成炉芯，炉芯外包裹有保温材料，并隔绝与空气接触，在炉内升温10-60小时，当炉内温度为1600-3000℃间一设定温度后，并保温0.5-12小时，接着冷却，出炉。
2.根据权利要求1所述的一种提纯土状石墨的方法，炉内温度为2300-2600℃一设定温度。
3.根据权利要求1或2所述的一种提纯土状石墨的方法，所述的预处理的土状石墨是指在装炉前将石墨原矿进粉碎、筛分或造型、干燥。
4.根据权利要求3所述的一种提纯土状石墨的方法，在筛分的土状石墨与保温材料之间用遇高温后板结的碳素材料或遇高温后碳化的木质，竹质板材分开，以防止出炉时混料。
5.根据权利要求3所述的一种提纯土状石墨的方法，而造型土状石墨则是直接包裹保温材料便可防止出炉时混料。
6.根据权利要求3所述的一种提纯土状石墨的方法，所述造型是将原料用成型机压制成粒状、球状或方砖状等几何形状。
7.根据权利要求1所述的一种提纯土状石墨的方法，所述的冷却是将提纯了的石墨在炉内隔氧冷却至可以出炉的温度，即在30-100℃的条件下出炉。
全文摘要
一种提纯土状石墨的方法，将经过预处理的土状石墨原料装入艾奇逊石墨化电炉，装炉时，先用保温材料垫好炉底，再将土状石墨装入电炉，形成炉芯，土状石墨外包裹有保温材料，并隔绝与空气接触，在炉内升温10－60小时，当炉内温度为1600－3000℃间一设定温度后，并保温0.5－12小时，接着冷却，出炉。本发明工艺简单，提纯纯度高，具有良好环保效果。
文档编号C01B31/00GK1493520SQ0213973
公开日2004年5月5日 申请日期2002年10月31日 优先权日2002年10月31日
发明者李长鞍 申请人:李长鞍