专利名称：一种球形石墨加工方法及其设备系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及对天然石墨材料进行球化成型处理的方法，尤其是对 天然鳞片石墨进行球化成型的物理加工方法及其相关设备系统。
背景技术：
球形石墨可以应用于特种涂料、高级电刷以及锂离子电池负极材 料的原料等等。
以前在特种涂料中应用的是石墨微粉用作润滑剂，而现在使用球 形石墨可以提高分散性能，球形度好，其随机分散性好，对其润滑性 能也有很大改善。在高级电刷中，球形石墨振实密度比较高，可与粘 结剂充分接触，在压型过程可以得到最大的密度。
自1991年索尼公司的商用电池首次问世以来，可充电锂离子电 池负极材料发生了很大变化，从初期的聚合物碳化得到的硬碳材料， 到人造石墨主要是MCMB占据统治地位，到现在天然石墨占到负极 材料市场的50%。
天然石墨有着独特的六角形结构，对于锂离子的脱嵌非常有利， 但其形状及其不规则，TAP值低，结构松散，导致其不可逆容量高， 电池容量低，无法直接用于电池。
为了改善天然石墨的电化学性能，需要通过物理或化学的方法对 其进行改性处理，其中就有将天然鳞片石墨进行粉碎、分级加工成球 形颗粒，提高振实密度。而目前球形石墨的加工制备工艺存在较多缺 点，比如加工时间长、不能连续生产、回收效率低下等。在中国专利
CN1699479A中提到了一种晶体球化石墨的生产制备工艺，其中球化 时间为1.5-2小时，筛分时间为8-10分钟，而且其回收效率不足70%。
发明内容
本发明目的是为提高球形石墨加工效率和成品率，提供了一种球 形石墨加工方法并给出该加工方法使用的设备系统。
为实现上述目的，本发明给出的将天然石墨加工成球形石墨方法
包括以下步骤
(1) 球化处理把D50=50±5pm的石墨材料在加入成球介质的高 效粉碎机中进行球化处理；
(2) 多重分级把球化处理后的球形石墨在高效分级装置中进行 连续分级，以得到D50在3-35^im的球形石墨。
在上述加工方法中，所述的天然石墨原料为天然结晶鳞片石墨。 在上述加工方法中，所述的球化处理是连续处理，天然结晶鳞片
石墨在高效粉碎机中的平均停留时间为20-40分钟。
在上述加工方法中，所述的多重分级是连续过程，球形石墨平均
停留时间为2-5分钟，得到多种规格产品，分级重数可以为2-5重，
可以得到2-5种规格产品。
在上述加工方法中，得到的球形石墨的粒径分布呈正态分布，
D50为3-35(im。
在上述加工方法中，高效分级装置除得到正常粒度产品外，还得 到大于35pm的粗颗粒，粗颗粒自动返回到高效粉碎机中再次球化处 理。
本发明给出的加工方法是在一个完全密封的设备系统中实现的。 该设备系统包括有高效粉碎机、高效分级装置、产品分级收集装置， 高效粉碎机的出口与高效分级装置的入口相连通，高效分级装置的成 品出口与产品分级收集装置相连通，产品分级收集装置中收集大于 35 pm粗球形石墨颗粒腔室的出口通过管道与高效粉碎机的入口相 连通。
在上述设备系统中，所述的高效粉碎机可以是气流涡旋粉碎机或 者超微粉碎机，高效粉碎机中加入的成球介质为球形，直径为 3-10mm，其材质可以是钢、铜、铝或其合金等。
本发明制备球形石墨的优点在于制备周期短，成品产率高，加 工设备紧凑，安全环保。
具体实施例
本实施例为生产D50为5、 10、 15、 20、 25|Jm五种规格产品的 实例。
将1吨天然鳞片石墨(-100目)加入到高效粉碎机中球化处理 30分钟，然后依次通过25、 20、 15、 10、 5pm的五重分级设备，得 到了 25|jm产品213KG，20jjm产品325KG， 15|jm产品187KG， 10pm
产品98KG， 5jjm产品91KG， 一次回收率可以达到90%以上。另外， 分级后大于35 pm的粗球形石墨颗粒可以经管道被送回到高效粉碎 机中进行再次球化和多重分级处理。
权利要求
1、一种球形石墨加工方法，其特征在于该方法包括以下步骤(1)球化处理把D50＝50±5μm的石墨材料在加入成球介质的高效粉碎机中进行球化处理；(2)多重分级然后使用高效分级装置进行，连续分级以得到D50在3-35μm的球形石墨。
2、 根据权利要求1所述的球形石墨加工方法，其特征在于所述的天然石墨原料为天然结晶鳞片石墨。
3、 根据权利要求1所述的球形石墨加工方法，其特征在于所 述的球化处理是连续过程，天然石墨材料在高效粉碎机中的平均停留时间为20-40分钟。
4、 根据权利要求1所述的球形石墨加工方法，其特征在于所述的多重分级是连续过程，球形石墨平均停留时间为2-5分钟，分级 重数为2-5重，以得到2-5种规格产品。
5、 根据权利要求1所述的球形石墨加工方法，其特征在于得 到的球形石墨的粒径分布呈正态分布，D50为3-35pm。
6、 根据权利要求1所述的球形石墨加工方法，其特征在于所 述的高效分级装置将大于35pm的粗球形石墨颗粒经管道返回到高效 粉碎机中再次球化处理、多重分级。
7、 一种球形石墨加工设备系统，其特征在于该设备系统包括 有高效粉碎机、高效分级装置、产品分级收集装置，高效粉碎机的出口与高效分级装置的入口相连通，高效分级装置的成品出口与产品分级收集装置相连通，产品分级收集装置中收集大于35 jim粗球形石墨 颗粒腔室的出口通过管道与高效粉碎机的入口相连通。
8、根据权利要求7所述的球形石墨加工设备系统，其特征在于 所述的高效粉碎机是气流涡旋粉碎机或者超微粉碎机，所述的高效粉 碎机中加入的成球介质为球形，直径为3-10mm，其材质是钢、铜、 铝或其合金。
全文摘要
本发明给出一种球形石墨加工方法及其设备系统，该方法包括步骤(1)球化处理把D50＝50±5μm的石墨材料在加入成球介质的高效粉碎机中进行球化处理；(2)多重分级然后使用高效分级装置进行连续分级以得到D50在3-35μm的球形石墨。本发明给出的加工设备系统中的高效粉碎机出口与高效分级装置入口相连通，高效分级装置成品出口与产品分级收集装置相连通，产品分级收集装置中收集大于35μm粗球形石墨颗粒腔室出口通过管道与高效粉碎机入口相连通。本发明特点是制备周期短，成品产率高，加工设备紧凑，安全环保。
文档编号C09C3/04GK101392105SQ20071013266
公开日2009年3月25日 申请日期2007年9月18日 优先权日2007年9月18日
发明者郭华德 申请人:青岛泰达天润碳材料有限公司