石墨板、纸的边角废料回收利用方法与流程

文档序号:12102243阅读:1012来源:国知局
本发明涉及石墨废料的回收利用,尤其涉及一种石墨板、纸的边角废料的回收利用。
背景技术
:柔性石墨板(纸)材是由高纯度鳞片石墨经过化学处理,高温膨胀后制成卷材。其具有耐高温,耐腐蚀,优良的回弹性,是一种常用于高强石墨板材,石墨带,盘根及其他密封垫片的理想材料。主要用途:制作超薄石墨纸、各种石墨带材、填料、垫片、增强板、汽缸片、燃料电池、散热片、导电片、缓冲垫、屏蔽板等。而石墨资源已经成为国家不可再生的战略资源。国家对石墨资源的控制表现在出口提高了关税,开采加大严打力度,无证或证照不全的不允许生产,成立矿业公司由矿业公司统一管理等措施来保护这富贵的不可再生的资源,因此为有效利用这些石墨纸边角废料,使之再生利用是业内认识所致力于解决的问题,在制作的过程中根据需要裁下来的边角碎料较多,这些边角碎料通常统一回收后做填料或和其它料配合使用,市场回收价一般也只有3000元左右,使用范围也受到极大的限制。另外市场上柔性石墨板材其含硫量较高,一般在1200ppm左右,其抗拉强度为7MPa,抗压强度为80MPa,回弹率为30%,压缩率15%;在有些高精尖领域,如原子能、核能,航天等需要更耐腐蚀、更高抗压强度、抗拉强度,更好回弹率、压缩率的高性能材料,而现有行业内能够生产出这种高性能的材料很少,也限制了其应用领域。技术实现要素:本发明旨在解决上述缺陷,提供一种石墨板、纸的边角废料回收利用方法。本发明为柔性石墨板(纸)材生产废料提供一个巨大的消耗市场,经济效益大大提高。为解决上述问题,一种石墨板、纸的边角废料回收利用方法,它包括下列步骤:步骤一,将石墨边角料经过万能粉碎机进行初级粉碎,粉碎颗粒小于3mm;步骤二,将3mm以下的颗粒物再经过汽流精细粉碎成粒径小于45μm的粉末;步骤三,将上述粉末与粘结剂和膨胀石墨按比例混合均匀;步骤四,将步骤三混合好粉末经900-1050度热处理后制备各种石墨制品。所述的石墨板、纸的边角废料回收利用方法,所述步骤一初始粉碎选用全能粉碎机进行粉碎。所述的石墨板、纸的边角废料回收利用方法,所述步骤二汽流涡旋粉碎的设备选自高压流流磨粉机或棒式机械粉碎机、低速冲击式球化粉碎、气流涡旋微粉机、超微粉碎机、内分级冲击式微粉粉碎机、摆式磨粉机中的一种或几种。所述的石墨板、纸的边角废料回收利用方法,所述步骤四还包括将步骤三混合好的石墨粉末送入柔性超薄石墨生产线,经多次压延并加热至1000度后再碾压制得0.01~5mm厚的各种柔性石墨板、纸产品,或加入模具中经冲压、通入保护气热处理、冷却定型可得到密封垫片、填料环、密封环。所述的石墨板、纸的边角废料回收利用方法,所述步骤三中的粘结剂为沥青、焦油或树脂,粘结剂的加入量为石墨粉末与粘结剂和膨胀石墨按1:0.1~0.5:1~5比例混合均匀。所述的石墨板、纸的边角废料回收利用方法,所述的粘结剂中的固态粘结剂经高压靶式超细粉碎机粉碎至颗粒D50≤5um。所述的石墨板、纸的边角废料回收利用方法,所述保护气体为为氮气、氩气、氦气、氖气、等的一种或几种的混合气。所述的石墨板、纸的边角废料回收利用方法,所述压力机冲压压力为10~20MPa。本发明这些边角废料经再生利用后加工成新的产品较同类回收石墨制备的石墨制品含硫和氯更低,其市场售价均在1万多一吨,其中厚度小于0.03mm柔性石墨纸的市场售价可达上百万一吨,其经济效益十分可观。本发明的回收利用技术简便易行,对企业来说实施方便;同时,本发明节省了石墨这种不可再生的战略资源。具体实施方式一种石墨板、纸的边角废料回收利用方法,它包括下列步骤:步骤一,将石墨边角料经过万能粉碎机进行初级粉碎,粉碎颗粒小于3mm;步骤二,将3mm以下的颗粒物再经过汽流精细粉碎成粒径小于45μm的粉末;步骤三,将上述粉末与粘结剂和膨胀石墨按比例混合均匀;步骤四,将步骤三混合好粉末经900-1050度热处理后制备各种石墨制品。步骤一选用全能粉碎机,这是一种通用粉碎设备,可用于粉碎粮食、矿物,中药等。该机主要有加料口、下料口、斜形滚刀、冲孔网、电机等部件组成。物料由加料口经由高速旋转的滚刀强力切割成小块状,经过筛网进行分选,大块颗粒继续切割直至通过筛网。步骤二中汽流涡旋粉碎是物料的精细粉碎,即通过引风机产生的负压风将物料抽送至粉碎室,在粉碎室的定子(齿圈)和转子(粉碎盘)间进行高速碰撞、摩擦,切削等达到一定细度经由分级机下料口分出。常用的粉碎机有高压汽流磨粉机或棒式机械粉碎机、低速冲击式球化粉碎、气流涡旋微粉机、超微粉碎机、内分级冲击式微粉粉碎机、摆式磨粉机等。步骤三中的粘结剂为沥青、焦油或树脂等有机物,粘结剂的加入量为粉末与粘结剂和膨胀石墨按1:0.1~0.5:1~5比例混合均匀;固体粘结剂须经高压靶式超细粉碎机粉碎至颗粒D50≤5um.采用柔性石墨生产线对膨胀石墨经过摊铺,多次压延得到石墨板或石墨纸。热处理温度为0-1200度,保护气为氮气、氩气、氦气、氖气、等的一种或几种混合气。压力机的冲压压力为10~20MPa。实例一:取石墨边角废料100kg,先用剪刀将其剪成小块,采用江阴天丰药化机械公司生产的30B型全能粉碎机进行初级粉碎,粉碎颗粒小于3mm;再将3mm以下的颗粒物投入浙江嵊州联丰粉碎机械公司生产的汽流涡旋粉碎机中,按主分级机10HZ,上分级机99HZ,风机33HZ进行精细加工,至物料中位径D50小于45μm;第三将上述粉末与粘结剂沥青粉30公斤和规格为80目的蠕虫石墨200公斤加入上海双龙集团生产的卧式螺带混合机中混合3.5小时后加入由宜昌新成石墨有限公司引进日本技术生产的柔性石墨生产线加料仓,经多次压延并在隔绝空气的状态下进行1100℃热处理后再次碾压制得0.02mm~0.5的超薄石墨纸和各种柔性石墨纸产品。经检测再生石墨纸的各项质量指标:宽度为80mm;厚度为0.03mm;密度ρ=1.59g/ml;膨胀度为180ml/g,板材抗拉强度为9.5MPa,抗压强度为152MPa,纯度为含碳量99.2%,灰份0.75%,回弹率64%,压缩率为28%,其硫含量低至55ppm,氯含量可达86ppm;各项指标超过国家标准要求值。项目单位性能指标检测方法宽度mm80游标卡尺厚度mm0.03螺旋测微器密度g/ml1.59ZBJ22009标准测定膨胀度ml/g180GB10698-89抗拉强度MPa9.5ZBJ22012抗压强度MPa152ZBJ22012纯度%99.2GB/T3521-2008灰份%0.75ZBJ22013回弹率%64ZBJ22012压缩率%28ZBJ22012硫含量ppm55JB/T6623氯含量ppm86JB/T6622实例二;取石墨边角废料200kg,先用剪刀将其剪成小块,采用江阴天丰药化机械公司生产的30B型全能粉碎机进行初级粉碎,粉碎颗粒小于5mm;再将5mm以下的颗粒物投入浙江嵊州联丰粉碎机械公司生产的汽流涡旋粉碎机中,按主分级机15HZ,上分级机99HZ,风机32HZ进行精细加工,至物料中位径D50小于50μm;第三将上述粉末与粘结剂沥青粉50公斤和规格为80目的蠕虫石墨500公斤加入上海双龙集团生产的卧式螺带混合机中混合4小时后将此混合物料加入模具中经沈阳机床厂生产的压力机冲压、冲压压力为16MPa脱模后将产品在通入氮气的环境中进行800℃热处理、冷却定型可得到高性能石墨密封垫片产品。其检测的各项性能指标如下:实例三取石墨边角废料100kg,先用剪刀将其剪成小块,采用江阴天丰药化机械公司生产的30B型全能粉碎机进行初级粉碎,粉碎颗粒小于5mm;再将5mm以下的颗粒物投入浙江嵊州联丰粉碎机械公司生产的汽流涡旋粉碎机中,按主分级机5HZ,上分级机99HZ,风机32HZ进行精细加工,至物料中位径D50小于50μm;第三将上述粉末与粘结剂沥青粉35公斤和规格为负100目的蠕虫石墨300公斤加入上海双龙集团生产的卧式螺带混合机中混合4.5小时后加入由宜昌新成石墨有限公司引进日本技术生产的柔性石墨生产线加料仓,经多次压延再次碾压制得0.2mm的各种柔性石墨纸产品,将这种柔性石墨纸剪为宽度与填料环磨具直径一样的柔性石墨带,将其缠绕后再用压机将其均匀压入模具,压机压力保持12-15MPa,得到各种模具不同的填料环,再将填料环隔绝空气条件下加热950度40分钟,再冷却得到各种填料环。其各项性能见下表当前第1页1 2 3 
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