研磨改性一体化生产装置和工艺方法及应用
【技术领域】
[0001]本发明属于导电材料领域，特别涉及石墨电极材料领域。
【背景技术】
[0002]石墨是元素碳的一种同素异形体，每个碳原子的周边连结着另外三个碳原子(排列方式呈蜂巢式的多个六边形)以共价键结合，构成共价分子。由于每个碳原子均会放出一个电子，那些电子能够自由移动，因此石墨属于导电体。石墨是其中一种最软的矿物，它的用途包括制造碳刷、锂离子电池负极材料等。
[0003]石墨稀(Graphene)是一种二维碳材料，是单层石墨稀、双层石墨稀和多层石墨稀的统称，于2004年问世，英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈.杰姆和克斯特亚.诺沃消洛夫发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。因此，两人在2010年获得诺贝尔物理学奖。
[0004]在现有石墨深精加工工艺中，通常将石墨粉进行气流粉碎变成微粒状，石墨微粒叠放在一起时，由于石墨微粒表面不光滑，有的有棱角、有的起皱，呈不规则状，石墨微粒方向不一致，当作为导电体进行导电，电阻率增加，材料容易发热；当作为导热材料时，导热性能会打折扣。
【发明内容】
[0005]发明目的:为了解决上述问题，本发明第一个目的是提供一种研磨改性一体化生产装置，第二个目的是提供一种采用研磨改性一体化生产装置的工艺方法。
[0006]技术方案:本发明提供一种研磨改性一体化生产装置，包括搅拌机(1)、调浆池
(2)、栗(3)、过滤装置(6)、加热烘干装置(7)，所述搅拌机(I)的上端与所述调浆池(2)的上端有通道(4)相连通；所述栗(3)通过管道分别与所述搅拌机(1)、所述的调浆池(2)连接；所述搅拌机(I)中有多个金属球；所述过滤装置(6)位于所述搅拌机(I)的下游，所述的加热烘干装置(7)位于所述的过滤装置(6)的下游。
[0007]作为优选，所述的搅拌机(I)为立式搅拌磨，搅拌磨内置搅拌器。
[0008]作为优选，所述的金属球为钢珠。
[0009]作为优选，所述的栗(3)为真空栗。
[0010]作为优选，所述的过滤装置(6)为压滤器；所述的加热烘干装置(7)包括双锥。
[0011]作为优选，所述的过滤装置(6)与所述搅拌机(I)之间管道连接，且通过阀门(5)进行开关控制。
[0012]一种采用上述的研磨改性一体化生产装置的工艺方法，包括如下步骤:
1)在所述调浆池(2)中混合加入石墨粉原料、分散剂；
2)开启栗(3)，将调浆池(2)中的上述混料通过管道抽到搅拌机(I)中；
3 )启动搅拌机(I)，上述混料在搅拌机(I)中与金属球混合研磨；
4)上述混合研磨浆料从搅拌机(I)中的上端通过通道(4)进入调浆池(2)中，经多次往复循环，将浆料充分混合研磨，得到超细均匀片状结晶结构的石墨悬浮液；
5)将上述石墨悬浮液通过过滤装置，分别收集滤液、固态石墨湿品；
6)将上述固态石墨湿品加入加热烘干装置(7)中，经加热烘干，得到成品，即片状结晶结构石墨干品。
[0013]一种采用研磨改性一体化生产装置的应用，该研磨改性一体化生产装置应用于片状结晶结构石墨制备加工。
[0014]有益的效果:本发明采用立式搅拌磨，以剪切、摩擦作用为主，搅拌磨内置搅拌器，搅拌器的高速回转使研磨介质和物料在整个简体内不规则地翻转，产生不规则运动，使研磨介质之间产生相互撞击和研磨的双重作用，能沿结晶面解离，并极易获得所需产品细度。石墨颗粒在与钢珠磨擦的过程中，石墨颗粒变小，经多次研磨，石墨的微小颗粒被延展成片状。同时，分散于浆料中的石墨烯可通过研磨过程中的剪切作用吸附并包覆在石墨颗粒表面，使原本不规则的石墨微粒表面变得光滑，没有棱角，进一步提高石墨颗粒的机械强以及导电导热性能，即通过本发明可对石墨微粉具有表面修饰功能。本发明能将研磨和改性合二为一，可以简化工艺过程，节约设备投资，在制备导电、或导热材料时，经本发明制备加工的石墨材料具有更好的导电性、导热性，从而延长材料寿命。
【附图说明】
[0015]图1为本发明结构示意图。
具体实施例
[0016]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
[0017]一种研磨改性一体化生产装置，包括搅拌机1、调浆池2、栗3、过滤装置6、加热烘干装置7，所述搅拌机I的上端与所述调浆池2的上端有通道4相连通；所述栗3通过管道分别与所述搅拌机1、所述的调浆池2连接；所述搅拌机I中有多个金属球，本实施例中采用的是钢珠；所述过滤装置6位于所述搅拌机I的下游，所述的加热烘干装置7位于所述的过滤装置6的下游。本实施例中，采用的搅拌机I为立式搅拌磨，搅拌磨内置搅拌器。本实施例中，所述的栗3为真空栗；所述的过滤装置6为压滤器；所述的加热烘干装置7包括双锥；所述的过滤装置6与所述搅拌机I之间管道连接，且通过阀门5进行开关控制。
[0018]一种采用上述的研磨改性一体化生产装置的工艺方法，包括如下步骤:
1)在所述调浆池2中混合加入石墨粉原料、分散剂；
2)开启栗3，将调浆池2中的上述混料通过管道抽到搅拌机I中；
3)启动搅拌机I，上述混料在搅拌机I中与钢珠混合研磨；
4)上述混合研磨浆料从立式搅拌磨中的上端通过通道4进入调浆池2中，经多次往复循环，将浆料充分混合研磨，得到超细均匀片状结晶结构的石墨悬浮液；
5)将上述石墨悬浮液通过压滤器，分别收集滤液、固态石墨湿品；
6)将上述固态石墨湿品加入双锥中，经加热烘干，得到成品，即片状结晶结构石墨干品O
[0019]采用本发明研磨改性一体化生产装置可应用于片状结晶结构石墨制备加工。而现有技术中对石墨加工采用机械粉碎，但得到的石墨粉呈不规则微粒状非片状，本发明制成的片状结晶结构石墨微粉与现有制备石墨粉相比，具有更小的电阻率，导电性更优。
[0020]本发明采用立式搅拌磨以剪切、摩擦作用为主，对石墨的片状结晶结构有很好的保护作用；搅拌磨内置搅拌器，搅拌器的高速回转使研磨介质和物料在整个简体内不规则地翻转，产生不规则运动，使研磨介质之间产生相互撞击和研磨的双重作用，能沿结晶面解离，并极易获得所需产品细度。能将研磨和改性合二为一，可以简化工艺过程，节约设备投资。
【主权项】
1.一种研磨改性一体化生产装置，其特征在于:包括搅拌机(I)、调浆池(2)、栗(3)、过滤装置(6)、加热烘干装置(7)，所述搅拌机(I)的上端与所述调浆池(2)的上端有通道(4)相连通；所述栗(3)通过管道分别与所述搅拌机(1)、所述的调浆池(2)连接；所述搅拌机(O中有多个金属球；所述过滤装置(6)位于所述搅拌机(I)的下游，所述的加热烘干装置(7)位于所述的过滤装置(6)的下游。2.根据权利要求1所述的研磨改性一体化生产装置，其特征在于:所述的搅拌机(I)为立式搅拌磨，搅拌磨内置搅拌器。3.根据权利要求1所述的研磨改性一体化生产装置，其特征在于:所述的金属球为钢珠、错球或招球。4.根据权利要求1所述的研磨改性一体化生产装置，其特征在于:所述的栗(3)为真空栗O5.根据权利要求1所述的研磨改性一体化生产装置，其特征在于:所述的过滤装置(6)为压滤器；所述的加热烘干装置(7)包括双锥。6.根据权利要求1所述的研磨改性一体化生产装置，其特征在于:所述的过滤装置(6)与所述搅拌机(I)之间管道连接，且通过阀门(5)进行开关控制。7.一种采用权利要求1所述的研磨改性一体化生产装置的工艺方法，其特征在于:包括如下步骤: 在所述调浆池(2)中混合加入石墨粉原料、分散剂、改性剂； 开启栗(3)，将调浆池(2)中的上述混料通过管道抽到搅拌机(I)中； 启动搅拌机(I)，上述混料在搅拌机(I)中与金属球混合研磨； 上述混合研磨浆料从搅拌机(I)中的上端通过通道(4)进入调浆池(2 )中，经多次往复循环，将浆料充分混合研磨，得到超细均匀片状结晶结构的石墨悬浮液； 将上述石墨悬浮液通过过滤装置，分别收集滤液、固态石墨湿品； 将上述固态石墨湿品加入加热烘干装置(7)中，经加热烘干，得到成品，即片状结晶结构石墨干品。8.一种如权利要求1所述的研磨改性一体化生产装置的应用，其特征在于:该研磨改性一体化生产装置应用于片状结晶结构石墨制备加工。
【专利摘要】本发明涉及一种研磨改性一体化生产装置及生产工艺，包括搅拌机（1）、调浆池（2）、泵（3）、过滤装置（6）、加热烘干装置（7），所述搅拌机（1）的上端与所述调浆池（2）的上端有通道（4）相连通；所述泵（3）通过管道分别与所述搅拌机（1）、所述的调浆池（2）连接；所述搅拌机（1）中有多个金属球.锆球；所述过滤装置（6）位于所述搅拌机（1）的下游，所述的加热烘干装置（7）位于所述的过滤装置（6）的下游。本发明能将研磨和改性合二为一，可以简化工艺过程，节约设备投资，可应用于石墨深精加工领域。
【IPC分类】C09C3/00, C09C1/46, C09C3/04
【公开号】CN105062152
【申请号】CN201510565037
【发明人】钱永球, 陈小华, 钱锦春
【申请人】南通市金菱电器有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年9月8日