本发明涉及石墨制备领域，具体涉及一种可膨胀石墨的制备工艺及系统。
背景技术：
可膨胀石墨是近年来出现的一种用途广泛的无机非金属材料，因其具有优异的耐温、耐腐蚀、抗辐照性能及良好的压缩性与回弹性、导热性和自润滑性能，而广泛应用于石油、化工、电力、冶金、船舶、建材等领域中。
目前在可膨胀石墨的制备中，主要是采用化学氧化法，传统的工艺是：在一定温度下，将不同配比的浓硫酸、过氧化氢溶液、天然鳞片石墨以不同的加入程序 ,在不断搅拌下反应一定时间 ,然后水洗至中性，离心分离，脱水后于 60 ℃真空干燥。
这种传统工艺的不足之处在于：其需要大量的硫酸和水，且在水洗过程中，大量的硫酸被水冲洗而浪费，这在很大程度上影响其生产效率和材料利用率。
技术实现要素：
本发明旨在解决传统制备工艺存在的硫酸溶液和水浪费严重的问题，特提供了一种可膨胀石墨的制备工艺及系统。
本发明的技术方案如下：
一种可膨胀石墨的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、以高浓度硫酸溶液为主体，加入鳞片石墨，再加入双氧水作为氧化剂，充分浸泡；
步骤二、将步骤一中充分浸泡后的石墨分出，并进行水洗；
步骤三、将步骤一中的浸泡液分出，加入一定水稀释到中浓度硫酸溶液后作为主体，加入新的鳞片石墨，再加入高锰酸钾作为氧化剂，充分浸泡；
步骤四、将步骤三中充分浸泡后的石墨分出，并进行水洗。
作为该制备工艺的更优方案，在步骤二、步骤四中，分出的石墨是先于循环水清洗罐中进行循环水洗涤，再于清水清洗罐中进行清水浸泡洗涤；循环水清洗罐与水处理装置连接以构成水处理循环，清水清洗罐单独引入清水，并将水排出至水处理装置。
作为优选，步骤一中的高浓度硫酸溶液为96-98wt%的硫酸溶液；骤三中的中浓度硫酸溶液为70-75wt%的硫酸溶液。
为实现上述可膨胀石墨制备工艺，本发明还提供了一种可膨胀石墨的制备系统，其包括有反应釜Ⅰ001、反应釜Ⅱ011、循环水清洗罐Ⅰ002、循环水清洗罐Ⅱ012、清水清洗罐Ⅰ003、清水清洗罐Ⅱ013、水处理装置020。其中，反应釜Ⅰ用作96—98wt%高浓度硫酸溶液、鳞片石墨和双氧水的反应容器；反应釜Ⅰ分出的石墨通过输送通道输送至循环水清洗罐Ⅰ进行循环水洗涤；循环水清洗后的石墨经输送通道送至清水清洗罐Ⅰ进行清水浸泡洗涤；反应釜Ⅰ分出的浸泡液通过输送通道送至反应釜Ⅱ；反应釜Ⅱ作为对浸泡液进行稀释的容器，并用作稀释后的70—75wt%中浓度硫酸溶液、鳞片石墨和高锰酸钾的反应容器；反应釜Ⅱ分出的石墨通过输送通道输送至循环水清洗罐Ⅱ进行循环水洗涤；循环水清洗后的石墨经输送通道送至清水清洗罐Ⅱ进行清水浸泡洗涤；循环水清洗罐Ⅰ和循环水清洗罐Ⅱ的进水口、出水口分别连接水处理装置以构成水处理循环；清水清洗罐Ⅰ和清水清洗罐Ⅱ的进水口单独引入清水，出水口连接水处理装置。
本发明的有益效果体现在如下三方面：
一、其将反应釜Ⅰ中经双氧水法反应后浓度变稀的硫酸溶液引入反应釜Ⅱ，经稀释后再进行高锰酸钾法反应，实现了硫酸溶液的二次利用，提高了硫酸溶液的利用率。
二、分出的石墨是先进行循环水洗涤，再进行清水浸泡洗涤；而循环水清洗罐与水处理装置连接构成了水处理循环，清水清洗罐排出的水亦至水处理装置，这实现了水的循环利用，提高了水的利用率。
三、与传统的单一制备工艺相比，本发明通过两种工艺的结合不仅提高了硫酸溶液和水的利用率，还极大地提高了可膨胀石墨的制备效率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的制备工艺及系统框图。
图中，001反应釜Ⅰ、011反应釜Ⅱ、002循环水清洗罐Ⅰ、012循环水清洗罐Ⅱ、003清水清洗罐Ⅰ、013清水清洗罐Ⅱ、020水处理装置。
具体实施方式
实施例1：
以98wt%高浓度硫酸溶液为主体，加入鳞片石墨，再加入双氧水作为氧化剂，充分浸泡；将充分浸泡后的石墨分出，并先进行循环水洗涤，再进行清水浸泡洗涤。
将浸泡液分出，加入一定水稀释到75wt%中浓度硫酸溶液后作为主体，加入新的鳞片石墨，再加入高锰酸钾作为氧化剂，充分浸泡；将充分浸泡后的石墨分出，并先进行循环水洗涤，再进行清水浸泡洗涤。
实施例2：
以96wt%高浓度硫酸溶液为主体，加入鳞片石墨，再加入双氧水作为氧化剂，充分浸泡；将充分浸泡后的石墨分出，并先进行循环水洗涤，再进行清水浸泡洗涤。
将浸泡液分出，加入一定水稀释到70wt%中浓度硫酸溶液后作为主体，加入新的鳞片石墨，再加入高锰酸钾作为氧化剂，充分浸泡；将充分浸泡后的石墨分出，并先进行循环水洗涤，再进行清水浸泡洗涤。
实施例3：
用于实现上述制备工艺的可膨胀石墨制备系统，其包括有如图1所示的反应釜Ⅰ、反应釜Ⅱ、循环水清洗罐Ⅰ、循环水清洗罐Ⅱ、清水清洗罐Ⅰ、清水清洗罐Ⅱ、水处理装置。
反应釜Ⅰ用作96—98wt%高浓度硫酸溶液、鳞片石墨和双氧水的反应容器；反应釜Ⅰ分出的石墨通过输送通道输送至循环水清洗罐Ⅰ进行循环水清洗；循环水清洗后的石墨经输送通道送至清水清洗罐Ⅰ进行清水清洗；反应釜Ⅰ分出的浸泡液通过输送通道送至反应釜Ⅱ；反应釜Ⅱ作为对浸泡液进行稀释的容器，并用作稀释后的70—75wt%中浓度硫酸溶液、鳞片石墨和高锰酸钾的反应容器；反应釜Ⅱ分出的石墨通过输送通道输送至循环水清洗罐Ⅱ进行循环水洗涤；循环水清洗后的石墨经输送通道送至清水清洗罐Ⅱ进行清水洗涤；循环水清洗罐Ⅰ和循环水清洗罐Ⅱ的进水口、出水口分别连接水处理装置以构成水处理循环系统；清水清洗罐Ⅰ和清水清洗罐Ⅱ的进水口引入清水，出水口连接水处理装置。