提纯石墨的方法
【专利摘要】本发明提出一种去除杂质SiO2和Al2O3提纯石墨的方法，能有效去除石墨中的杂质，以石墨为原料，经提纯后的使SIO2的残留量≤30MG/L,AL2O3的残留量≤0.3%,纯度＞99.99％，取含碳量＞65％的石墨，放入反应釜I内，先采用加压碱浸和常压酸浸对石墨进行处理，所用的LiCO3浓度为10%~35%，KOH浓度为6％～30％，NaHCO3浓度为7%~28%；其中常压酸浸是在超声波场或/和微波场下进行；处理后的石墨粉再按石墨的重量百分比加入硫酸21％-24％、氢氟酸13％-28%进行浸出，加入到反应釜中,搅拌加热加入碳酸铈,将氧化剂缓慢加入,搅拌,加热煮沸,静置澄清，过滤，可以得到无硅、铝杂质高纯度的石墨。
【专利说明】一种去除杂质S12和AI2O3提纯石墨的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种去除杂质5丨02和Al2O3提纯石墨的方法，提纯纯度大于99.99%的闻纯石墨的方法。
【背景技术】
[0002]闻纯石墨是石墨含量在99.99%以上的石墨，它是一种不可再生的战略资源，一直是军工和现代工艺及高新技术发展中不可或缺的重要战备资源。
[0003]目前高纯石墨的生产方法主要以浮选法、酸碱法、氢氟酸法为主的湿法提纯方法和以氯化焙烧法和高温法为主的火法提纯法。这几种生产方法或多或少地存在除杂效果差、能耗闻、环境污染严重等不足。石墨中的杂质S12和Al2O3是最常见的，如何彻底清除，又能降低成本，减轻环境污染是目前亟待解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种去除杂质S12和Al2O3提纯石墨的方法，能有效去除石墨中的杂质，使石墨的固定碳的含量达到99.99%,达到高纯石墨要求的方法。产品的性能较好，其工艺简单、先进、易于操作，生产效率高、设备投资少、能耗低，对环境的影响比较小，成本低，石墨广品纯度闻，能够满足闻纯石墨的要求。
[0005]解决本发明的技术问题所采用的技术方案为:1.采用含碳量> 65%的石墨为原料，经提纯后使S12的残留量彡28MG/L, AL2O3的残留量彡0.2%,纯度> 99.99%，步骤如下:取含碳量> 65%的石墨500_600kg,放入反应爸I内，先米用加压碱浸和常压酸浸对石墨进行处理，所用的LiCO3浓度为10%?35%，KOH浓度为6%?30%，NaHCO3浓度为7%?28。/。;其中常压酸浸是在超声波场或/和微波场下进行，处理后的石墨粉再按石墨的重量百分比加入硫酸21% -24%、氢氟酸13%-28%进行浸出，加入到反应釜中，搅拌加热加入碳酸铈，将氧化剂缓慢加入，搅拌，加热煮沸，静置澄清，过滤，可得高纯度的石墨。
[0006]2.加压碱浸的重量液固比为I?9:1，温度为150?280°C，处理时间为I?11小时；米用石灰作为试剂回收再生碱液。
[0007]3.其中常压酸浸是在超声波场或/和微波场下进行；处理后的石墨粉再按石墨的重量百分比加入硫酸21% -24%、氢氟酸13% -28%进行浸出，得到高纯度的石墨产品。常压酸浸的重量液固比为I?9:1，温度为35?85°C，处理时间为2h?90h。
[0008]4.常压酸浸时的超声波频率范围在20?70KHz，微波场频率范围在280GHz?5GHz。
[0009]5、把石墨加入到反应釜中，搅拌加热至75_85°C，按料液TREO量的2_4%比例加入碳酸铈，之后按TREO的1-1.5%的量将氧化剂缓慢加入，搅拌，加热煮沸35分钟以上，静置澄清10小时以上，分别抽取上清液和带渣的料液，过滤。
[0010]上述加压碱浸:选矿后的石墨投入加压反应釜中，添加碱溶液，控制反应条件，使石墨中的杂质与碱液发生反应。反应结束后，实现固液分离。固体采用纯水洗涤至PH = 7为止，液体采用石灰进行
上述常压酸浸:洗涤至中性的石墨与上述条件的酸溶液混合调浆，控制反应条件，使石墨中的杂质进一步与酸发生反应。反应过程在超声波场或微波场中进行。洗涤过程中产生的酸性废水与碱性废水相互中和，并添加石灰沉淀溶液中的F-。中和后的水重新返回系统进行洗涤。整个工艺过程不污染环境。
[0011]本发明的有益效果是:石墨经过加压碱浸、酸浸处理后得到高纯石墨，并在酸浸过程中添加超声波场或微波场。工艺流程短，容易实现工业化生产，设备简单，安全性好，能耗低，生产成本低，环境污染小；获得的高纯石墨中固定碳的含量大于99.99%。通过进一步的净化，可以得到无硅、铝杂质高纯度的石墨。
【具体实施方式】
[0012]下面通过实施例对本发明作进一步详细描述。
[0013]实施例一
取含碳量> 65%的石墨500kg,放入反应爸I内，先米用加压碱浸和常压酸浸对石墨进行处理，所用的LiCO3浓度为10%，KOH浓度为6% ,NaHCO3浓度为7% ;控制反应加压碱浸的重量液固比为I?9 温度为150°C,处理时间为I小时；采用石灰作为试剂回收再生碱液。反应后的物料实现固液分离，并用纯水清洗至PH = 7。其中常压酸浸是在超声波场场下进行；处理后的石墨粉再按石墨的重量百分比加入硫酸21 %、氢氟酸13%进行浸出，控制常压酸浸的重量液固比为I?9:1，温度为35，处理时间为此。常压酸浸时的超声波频率范围在20KHz，得到高纯度的石墨产品。把石墨加入到反应釜中，搅拌加热至75°C，按料液TREO量的2%比例加入碳酸铈，之后按TREO的1%的量将氧化剂缓慢加入，搅拌，加热煮沸40分钟，静置澄清11小时，分别抽取上清液和带渣的料液，过滤。
[0014]实施例二
取含碳量> 65%的石墨600kg,放入反应爸I内，先米用加压碱浸和常压酸浸对石墨进行处理，所用的LiCO3浓度为35%，KOH浓度为30% ,NaHCO3浓度为28% ;控制加压碱浸的重量液固比为I?9 温度为280°C,处理时间为11小时；采用石灰作为试剂回收再生碱液。其中常压酸浸是在微波场下进行，处理后的石墨粉再按石墨的重量百分比加入硫酸24%、氢氟酸28%进行浸出，控制常压酸浸的重量液固比为I?9:1，温度为85°C,处理时间为90h。得到高纯度的石墨产品。控制常压酸浸时的微波场频率范围在280GHz。把石墨加入到反应釜中，搅拌加热至85°C，按料液TREO量的4%比例加入碳酸铈，之后按TREO的1.5%的量将氧化剂缓慢加入，搅拌，加热煮沸55分钟，静置澄清15小时，分别抽取上清液和带渣的料液，过滤。
【权利要求】
1.一种去除杂质5102和八1203提纯石墨的方法，其特征在于:采用含碳量> 65%的石墨为原料，经提纯后使S102的残留量彡28MG/L, AL203的残留量彡0.2%,纯度〉99.99%,步骤如下:取含碳量> 65%的石墨500-600kg，放入反应釜I内，先采用加压碱浸和常压酸浸对石墨进行处理，所用的LiC03浓度为10%?35%，KOH浓度为6%?30%，NaHC03浓度为7%?28% ;其中常压酸浸是在超声波场或/和微波场下进行，处理后的石墨粉再按石墨的重量百分比加入硫酸21% -24%、氢氟酸13%-28%进行浸出，加入到反应釜中，搅拌加热加入碳酸铈，将氧化剂缓慢加入，搅拌，加热煮沸，静置澄清，过滤，可得高纯度的石墨。
2.根据权利要求1所述的去除杂质5102和八1203提纯石墨的方法，其特征在于加压碱浸的重量液固比为1?9:1，温度为150?280°C，处理时间为1?11小时；采用石灰作为试剂回收再生碱液。
3.根据权利要求1所述的去除杂质5102和八1203提纯石墨的方法，其特征在于其中常压酸浸是在超声波场或/和微波场下进行；处理后的石墨粉再按石墨的重量百分比加入硫酸21% -24%、氢氟酸13% -28%进行浸出，得到高纯度的石墨产品， 常压酸浸的重量液固比为1?9:1，温度为35?85°C，处理时间为2h?90h。
4.根据权利要求1所述的去除杂质5102和八1203提纯石墨的方法，其特征在于常压酸浸时的超声波频率范围在20?70KHz，微波场频率范围在280GHz?5GHz。
5.根据权利要求1所述的去除杂质5102和八1203提纯石墨的方法，其特征在于把石墨加入到反应釜中，搅拌加热至75-85°C，按料液TREO量的2_4%比例加入碳酸铈，之后按TREO的1-1.5%的量将氧化剂缓慢加入，搅拌，加热煮沸35分钟以上，静置澄清10小时以上，分别抽取上清液和带渣的料液，过滤。
【文档编号】C01B31/04GK104340968SQ201310315890
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年7月25日 优先权日:2013年7月25日
【发明者】王志敏, 刘天云 申请人:青岛广星电子材料有限公司