本发明涉及石墨提纯领域，具体涉及一种微晶石墨的提纯方法。
背景技术：
：天然微晶石墨是我国储量丰富的一种矿产，它的颗粒是由许多随机取向的微小晶体聚集而成，呈各向同性。其储量超过2亿t，固定碳含量大多在75%~90%，工业上大都直接使用高品位原矿，技术含量低，大多以粗产品生产和出售，资源得不到充分利用，造成资源的严重浪费。随着工业的快速发展，微晶石墨的高效利用显得尤为重要。为使微晶石墨这一优势矿产资源得到充分高效开发利用，必须对其进行高纯化研究。目前提纯微晶石墨方法主要有化学法和高温法。化学法主要包含碱熔法、氯化焙烧法和混酸法；碱熔法和氯化焙烧法提纯的石墨的固定碳含量难以达到99.9%以上。混酸法是指将氢氟酸与盐酸、硫酸等混酸，与石墨按一定配比混合、搅拌并热处理，最终可得固定碳含量99.95%以上的高纯石墨的方法。但由于氢氟酸的挥发性和强腐蚀性导致环境污染非常大，属于高污染。高温法是指将石墨在石墨化炉中加热到2700℃以上，去除石墨中的挥发分和灰分，从而提纯得到固定碳含量达99.9%以上的高纯石墨方法。高温法耗电量大，能耗很高，成本高。目前这些方法都不符合国家的节能减排政策，因此不具可观前景。技术实现要素：本发明针对现有的技术问题，提供一种微晶石墨的提纯方法，该方法是将待提纯的微晶石墨粉末置于超临界流体中提纯，该方法操作简便、污染小、经济高效。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种微晶石墨的提纯方法，其特征在于，其包括以下步骤：（1）按液固质量比为2～15:1的比例将含碳量的质量分数为70%～90%的微晶石墨加入质量百分比浓度为100%提纯气体的水溶液中，然后置于高压反应器中，充分搅拌，密闭，调整温度和压力，使提纯气体进入超临界状态，在反应器中浸20～90min，再冷却至室温，泄压至大气压，得到提纯后的微晶石墨和废液；（2）将步骤（1）得到的提纯后的微晶石墨和废液用离心分离机分离，接着将微晶石墨水洗PH值为6.5，之后在120℃的温度条件下烘干即可得到高纯微晶石墨。进一步，作为优选，所述步骤（1）中所述的提纯气体为氯化氢、氯气中的至少一种，氯化氢对应的超临界温度和压力为51.4℃、8.26MPa，氯气对应的超临界温度和压力为144℃、7.71Mpa。进一步，作为优选，在所述步骤（2）中，采用离心分离机分离时，离心分离机的转速为100～3000转/分钟，时间为1～20分钟。进一步，作为优选，所述步骤（2）后，还包括将分离出来的废液采用减压蒸馏法将提纯气体收集出进入高压反应器再次使用的步骤。进一步，作为优选，在所述步骤（2）中，采用液固分离器或过滤器来替换离心分离机来实现提纯后的微晶石墨和废液的分离。与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）本发明采用超临界状态的提纯气体对微晶石墨进行提纯，超临界状态下的提纯气体的高渗透性和溶解能力能够保证石墨原料深层杂质的去除，从而达到理想的提纯效果，最终提纯后的微晶石墨固定碳含量可高达99.99以上，铁含量小于10ppm。（2）该微晶石墨的提纯方法操作简单，提纯气体可以反复利用，并可操作性强，有可观的应用前景。具体实施方式下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例一一种微晶石墨的提纯方法，其包括以下步骤：（1）按液固质量比为10:1的比例将含碳量质量分数为80%的微晶石墨加入质量百分比浓度为100%的氯化氢水溶液中，其中，氯化氢对应的超临界温度和压力为51.4℃、8.26MPa，然后置于高压反应器中，充分搅拌，密闭，调整温度和压力，使提纯气体进入超临界状态，在反应器中浸60min，再冷却至室温，泄压至大气压，得到提纯后的微晶石墨和废液；（2）将步骤（1）得到的提纯后的微晶石墨和废液用离心分离机进行分离，转速为2000转/分钟，时间为12分钟，接着将微晶石墨水洗PH值为6.5，之后在120℃的温度条件下烘干即可得到高纯微晶石墨，废液采用减压蒸馏法将提纯气体收集出进入高压反应器再次使用。实施例二一种微晶石墨的提纯方法，其包括以下步骤：（1）按液固质量比为5:1的比例将含碳量质量分数为75%的微晶石墨加入质量百分比浓度为100%的氯气的水溶液中，其中，氯气对应的超临界温度和压力为144℃、7.71Mpa，然后置于高压反应器中，充分搅拌，密闭，调整温度和压力，使提纯气体进入超临界状态，在反应器中浸80min，再冷却至室温，泄压至大气压，得到提纯后的微晶石墨和废液；（2）将步骤（1）得到的提纯后的微晶石墨和废液用离心分离机进行分离，转速为1500转/分钟，时间为10分钟，接着将微晶石墨水洗PH值为6.5，之后在120℃的温度条件下烘干即可得到高纯微晶石墨，废液采用减压蒸馏法将提纯气体收集出进入高压反应器再次使用。实施例三一种微晶石墨的提纯方法，其包括以下步骤：（1）按液固质量比为3:1的比例将含碳量质量分数为90%的微晶石墨加入质量百分比浓度为100%的氯化氢水溶液中，其中，氯化氢对应的超临界温度和压力为51.4℃、8.26MPa，然后置于高压反应器中，充分搅拌，密闭，调整温度和压力，使提纯气体进入超临界状态，在反应器中浸20min，再冷却至室温，泄压至大气压，得到提纯后的微晶石墨和废液；（2）将步骤（1）得到的提纯后的微晶石墨和废液用离心分离机进行分离，转速为1000转/分钟，时间为20分钟，接着将微晶石墨水洗PH值为6.5，之后在120℃的温度条件下烘干即可得到高纯微晶石墨，废液采用减压蒸馏法将提纯气体收集出进入高压反应器再次使用。实施例四一种微晶石墨的提纯方法，其包括以下步骤：（1）按液固质量比为15:1的比例将含碳量质量分数为75%的微晶石墨加入质量百分比浓度为100%的氯化氢和氯气混合的水溶液中，其中，氯化氢对应的超临界温度和压力为51.4℃、8.26MPa，氯气对应的超临界温度和压力为144℃、7.71Mpa，然后置于高压反应器中，充分搅拌，密闭，调整温度和压力，使提纯气体进入超临界状态，在反应器中浸30min，再冷却至室温，泄压至大气压，得到提纯后的微晶石墨和废液；（2）将步骤（1）得到的提纯后的微晶石墨和废液用离心分离机进行分离，转速为3000转/分钟，时间为5分钟，接着将微晶石墨水洗PH值为6.5，之后在120℃的温度条件下烘干即可得到高纯微晶石墨，废液采用减压蒸馏法将提纯气体收集出进入高压反应器再次使用。实施例五一种微晶石墨的提纯方法，其包括以下步骤：（1）按液固质量比为8:1的比例将含碳量质量分数为85%的微晶石墨加入质量百分比浓度为100%的氯气的水溶液中，其中，氯气对应的超临界温度和压力为144℃、7.71Mpa，然后置于高压反应器中，充分搅拌，密闭，调整温度和压力，使提纯气体进入超临界状态，在反应器中浸50min，再冷却至室温，泄压至大气压，得到提纯后的微晶石墨和废液；（2）将步骤（1）得到的提纯后的微晶石墨和废液用离心分离机进行分离，转速为1400转/分钟，时间为12分钟，接着将微晶石墨水洗PH值为6.5，之后在120℃的温度条件下烘干即可得到高纯微晶石墨，废液采用减压蒸馏法将提纯气体收集出进入高压反应器再次使用。实施例六一种微晶石墨的提纯方法，其包括以下步骤：（1）按液固质量比为12:1的比例将含碳量质量分数为88%的微晶石墨加入质量百分比浓度为100%的氯化氢水溶液中，其中，氯化氢对应的超临界温度和压力为51.4℃、8.26MPa，然后置于高压反应器中，充分搅拌，密闭，调整温度和压力，使提纯气体进入超临界状态，在反应器中浸40min，再冷却至室温，泄压至大气压，得到提纯后的微晶石墨和废液；（2）将步骤（1）得到的提纯后的微晶石墨和废液用液固分离器或过滤器进行分离，接着将微晶石墨水洗PH值为6.5，之后在120℃的温度条件下烘干即可得到高纯微晶石墨，废液采用减压蒸馏法将提纯气体收集出进入高压反应器再次使用。对比例一采用混酸法提纯的微晶石墨原料作为对比例1。对比例二采用高温法提纯的微晶石墨原料作为对比例2。下面采用GB/T3521-2008石墨化学分析方法测试实施例1-6以及对比例1-2灰分。采用德国SPECTROBLUESOP全谱直读等离子体发射光谱仪测试实施例1-6以及对比例1-2杂质元素含量。得到的数据如下表1所示。表1列出了本发明实施例和对比例提纯的微晶石墨的性能参数比较。实施例/对比例灰分/%Fe含量/ppmCa含量/ppmSi含量/ppm实施例199.992685实施例299.9944103实施例399.9963-64实施例499.9955112实施例599.996471实施例699.996325对比例199.953387830对比例299.98217153由以上结果可以看出：本发明实施例提纯的微晶石墨纯度更高，杂质含量更低，大大提升了微晶石墨的技术含量和应用范围。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。当前第1页1 2 3