本發(fā)明屬于微晶石墨的提純技術(shù)領(lǐng)域，更具體的，涉及一種微晶石墨新型提純方法。

背景技術(shù)：

石墨作為一種工業(yè)原料，在一些特殊行業(yè)或高科技領(lǐng)域有著舉足輕重的地位，如原子能工業(yè)、汽車工業(yè)、航天技術(shù)、生物技術(shù)等工業(yè)。這些行業(yè)使用的石墨其含碳量必須在99.9%以上的高純度石墨，而一般的選礦后的天然石墨的含碳量高達(dá)96%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足使用高純度行業(yè)的要求，為此必須對(duì)天然石墨進(jìn)行提純。

目前對(duì)天然石墨采取的提純法是用高溫電熱法提高石墨純度，高溫電熱法是利用石墨的耐高溫性能，將其置于密閉高溫電爐中，隔絕空氣加熱到2500℃以上，使石墨中的灰分揮發(fā)，從而得到固定碳99.9%以上的高純度石墨。由于此工藝復(fù)雜，需要建設(shè)大型電爐，電耗也相當(dāng)大，而且需要不斷通入惰性氣體，因而成本高昂。尤其需要一點(diǎn)，是當(dāng)石墨純度達(dá)到99.93%時(shí)，已經(jīng)達(dá)到提純極限，無(wú)法使固定碳含量繼續(xù)提高。

cn201410377574.0公開了一種天然微晶石墨提純方法，涉及一種全濕法的石墨提純方法。其特征在于提純過(guò)程將磨細(xì)的石墨礦進(jìn)行加壓堿性浸出，浸出渣經(jīng)水洗、烘干得堿浸石墨；再將堿浸石墨進(jìn)行常壓酸性浸出，浸出渣經(jīng)水洗、烘干，制得固定碳含量95%以上的微晶質(zhì)石墨。本發(fā)明的提純方法能夠?qū)⒐潭ㄌ己?7%以上的微晶石墨礦提純到固定碳含量不小于95%，具有能量消耗低，石墨回收率高，環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。但是本發(fā)明是適用于含碳量77%以上的微晶石墨，同時(shí)提純至固定碳含量95%以上的效果并不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，對(duì)酸堿法提純石墨的工藝進(jìn)行改進(jìn)，提供一種工藝簡(jiǎn)單、節(jié)能減排、安全環(huán)保、經(jīng)濟(jì)高效的微晶石墨提純方法。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種微晶石墨新型提純方法，包括以下步驟：

s1.將微晶石墨礦破碎、磨細(xì)至粒度為；

s2.將步驟s1所得磨細(xì)的微晶石墨粉于500~1000℃下熱處理一段時(shí)間，然后空冷至室溫；

s3.按液固質(zhì)量比為10~15:1的比例將步驟s2熱處理之后的微晶石墨粉加入到質(zhì)量百分比濃度為20~40%氫氧化鈉溶液中，同時(shí)加入適量有機(jī)滲透劑，充分?jǐn)嚢瑁缓笾糜谖⒉ǚ磻?yīng)器中在300~400℃下反應(yīng)100~150min，然后將處理之后的微晶石墨粉用蒸餾水或者去離子水洗滌除去雜質(zhì)，至中性，烘干；

s4.將s3所得石墨、氟化鈉和硝酸按照什么比例混合攪拌，加入到微波反應(yīng)器中在40~100℃下反應(yīng)1.5~3h，反應(yīng)后將溶液和石墨分離，用蒸餾水或者去離子水清洗石墨至水洗溶液為中性時(shí)沉淀，然后過(guò)濾、烘干，得石墨粉。

本發(fā)明首先進(jìn)行微晶石磨礦的破碎與研磨，至一定粒度，然后對(duì)微晶石磨礦進(jìn)行高溫?zé)崽幚?，熱處理之后的微晶石磨礦再進(jìn)行脫硅，可以適當(dāng)降低脫硅過(guò)程中的處理溫度，即堿溶過(guò)程，本發(fā)明在堿溶過(guò)程中加入有機(jī)滲透劑，在微波反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，可以提高堿溶反應(yīng)效率，同時(shí)也可以節(jié)能降耗，堿溶之后對(duì)微晶石墨進(jìn)行酸洗，本發(fā)明酸洗過(guò)程中采用的是氟化鈉和硝酸，使用氟化鈉和硝酸能夠鹽酸、硫酸或者鹽酸-硫酸難以去除的雜質(zhì)，同時(shí)降低環(huán)境污染。

進(jìn)一步地，步驟s1中所述微晶石墨為郴州石墨，具體參數(shù)。

進(jìn)一步地，步驟s1中所述微晶石墨破碎、磨細(xì)至粒度為縮小范圍。

進(jìn)一步地，步驟s2所述熱處理時(shí)間為3min，溫度為600~800℃。

進(jìn)一步地，步驟s3所述有機(jī)滲透劑為滲透劑bx或者滲透劑t。

進(jìn)一步地，步驟s3所述在微波反應(yīng)器反應(yīng)時(shí)參數(shù)設(shè)定為：密閉、壓力為3~5個(gè)大氣壓、溫度為350~400℃、時(shí)間為120~150min。

進(jìn)一步地，步驟s3所述烘干為在溫度為80~150℃下干燥2~3h。

進(jìn)一步地，步驟s4所述在微波反應(yīng)器反應(yīng)時(shí)參數(shù)設(shè)定為：密閉、壓力為3~5個(gè)大氣壓、溫度為50~100℃、時(shí)間為1.5~2min。

進(jìn)一步地，步驟s4將溶液和石墨分離采用離心分離機(jī)，所述離心分離機(jī)轉(zhuǎn)速為1000~4000r/min，離心時(shí)間為3~5min。

進(jìn)一步地，步驟s4所述烘干為在溫度為80~150℃下干燥2~3h。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：

（1）本發(fā)明首先進(jìn)行微晶石磨礦的破碎與研磨，至一定粒度，然后對(duì)微晶石磨礦進(jìn)行高溫?zé)崽幚?，熱處理之后的微晶石磨礦再進(jìn)行脫硅，可以適當(dāng)降低脫硅過(guò)程中的處理溫度，即堿溶過(guò)程，本發(fā)明在堿溶過(guò)程中加入有機(jī)滲透劑，是微波反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，可以提高堿溶反應(yīng)效率，同時(shí)也可以節(jié)能降耗，堿溶之后對(duì)微晶石墨進(jìn)行酸洗，本發(fā)明酸洗過(guò)程中采用的是氟化鈉和硝酸，使用氟化鈉和硝酸能夠鹽酸、硫酸或者鹽酸-硫酸難以去除的雜質(zhì)，同時(shí)降低環(huán)境污染。

（2）由于微波能夠直接透入物料內(nèi)與物料分子作用，使物料內(nèi)部各部分都在同一瞬間獲得能量，作用充分，能量利用率高，時(shí)間短，能耗小。

（3）采用本發(fā)明的提純工藝，可將微晶石墨固定碳含量提高至99％以上。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。以下實(shí)施例僅為示意性實(shí)施例，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定，本發(fā)明可以由發(fā)明內(nèi)容限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。除非特別說(shuō)明，本發(fā)明采用的試劑、化合物和設(shè)備為本技術(shù)領(lǐng)域常規(guī)試劑、化合物和設(shè)備。

實(shí)施例1

s1.將含碳量70%的微晶石墨礦破碎、磨細(xì)至粒度為100目；

s2.將步驟s1所得磨細(xì)的微晶石墨粉于500℃下熱處理3min，然后空冷至室溫；

s3.按液固質(zhì)量比為10:1的比例將步驟s2熱處理之后的30g微晶石墨粉加入到300ml質(zhì)量百分比濃度為20%氫氧化鈉溶液中，同時(shí)加入0.3g有機(jī)滲透劑bx，充分?jǐn)嚢?，然后置于微波反?yīng)器中在300℃下反應(yīng)100min，然后將處理之后的微晶石墨粉用蒸餾水或者去離子水洗滌除去雜質(zhì)，至中性，烘干；

s4.將s3所得微晶石墨粉20g與2g氟化鈉和80ml硝酸混合攪拌，加入到微波反應(yīng)器中在40℃下反應(yīng)1.5h，反應(yīng)后將溶液和石墨分離，用蒸餾水或者去離子水清洗石墨至水洗溶液為中性時(shí)沉淀，然后過(guò)濾、烘干，得含碳量99.1%的石墨粉。

實(shí)施例2

s1.將含碳量70%微晶石墨礦破碎、磨細(xì)至粒度為100目；

s2.將步驟s1所得磨細(xì)的微晶石墨粉于800℃下熱處理3min，然后空冷至室溫；

s3.按液固質(zhì)量比為10:1的比例將步驟s2熱處理之后的30g微晶石墨粉加入到300ml質(zhì)量百分比濃度為20%氫氧化鈉溶液中，同時(shí)加入0.2g有機(jī)滲透劑bx，充分?jǐn)嚢?，然后置于微波反?yīng)器中在350℃下反應(yīng)120min，然后將處理之后的微晶石墨粉用蒸餾水或者去離子水洗滌除去雜質(zhì)，至中性，烘干；

s4.將s3所得微晶石墨粉20g與3g氟化鈉和80ml55%的硝酸混合攪拌，加入到微波反應(yīng)器中在50℃下反應(yīng)2.0h，反應(yīng)后將溶液和石墨分離，用蒸餾水或者去離子水清洗石墨至水洗溶液為中性時(shí)沉淀，然后過(guò)濾、烘干，得含碳量99.3%的石墨粉。

實(shí)施例3

s1.將含碳量75%的微晶石墨礦破碎、磨細(xì)至粒度為150目；

s2.將步驟s1所得磨細(xì)的微晶石墨粉于700℃下熱處理3min，然后空冷至室溫；

s3.按液固質(zhì)量比為10:1的比例將步驟s2熱處理之后的30g微晶石墨粉加入到300ml質(zhì)量百分比濃度為20%氫氧化鈉溶液中，同時(shí)加入0.1g有機(jī)滲透劑bx，充分?jǐn)嚢瑁缓笾糜谖⒉ǚ磻?yīng)器中在400℃下反應(yīng)100min，然后將處理之后的微晶石墨粉用蒸餾水或者去離子水洗滌除去雜質(zhì)，至中性，烘干；

s4.將s3所得微晶石墨粉20g與3g氟化鈉和60ml硝酸混合攪拌，加入到微波反應(yīng)器中在100℃下反應(yīng)1.5h，反應(yīng)后將溶液和石墨分離，用蒸餾水或者去離子水清洗石墨至水洗溶液為中性時(shí)沉淀，然后過(guò)濾、烘干，得含碳量99.86%的石墨粉。。

實(shí)施例4

s1.將含碳量80%微晶石墨礦破碎、磨細(xì)至粒度為200目；

s2.將步驟s1所得磨細(xì)的微晶石墨粉于1000℃下熱處理3min，然后空冷至室溫；

s3.按液固質(zhì)量比為15:1的比例將步驟s2熱處理之后的30g微晶石墨粉加入到450ml質(zhì)量百分比濃度為20%氫氧化鈉溶液中，同時(shí)加入0.04g有機(jī)滲透劑bx，充分?jǐn)嚢?，然后置于微波反?yīng)器中在400℃下反應(yīng)120min，然后將處理之后的微晶石墨粉用蒸餾水或者去離子水洗滌除去雜質(zhì)，至中性，烘干；

s4.將s3所得微晶石墨粉20g與4g氟化鈉和70ml硝酸混合攪拌，加入到微波反應(yīng)器中在90℃下反應(yīng)2.5h，反應(yīng)后將溶液和石墨分離，用蒸餾水或者去離子水清洗石墨至水洗溶液為中性時(shí)沉淀，然后過(guò)濾、烘干，得含碳量99.21%的石墨粉。

實(shí)施例5

s1.將85%微晶石墨礦破碎、磨細(xì)至粒度為200目；

s2.將步驟s1所得磨細(xì)的微晶石墨粉于1000℃下熱處理3min，然后空冷至室溫；

s3.按液固質(zhì)量比為10:1的比例將步驟s2熱處理之后的30g微晶石墨粉加入到300ml質(zhì)量百分比濃度為20%氫氧化鈉溶液中，同時(shí)加入0.3g有機(jī)滲透劑bx，充分?jǐn)嚢?，然后置于微波反?yīng)器中在300℃下反應(yīng)100min，然后將處理之后的微晶石墨粉用蒸餾水或者去離子水洗滌除去雜質(zhì)，至中性，烘干；

s4.將s3所得微晶石墨粉20g與2g氟化鈉和80ml硝酸混合攪拌，加入到微波反應(yīng)器中在40℃下反應(yīng)1.5h，反應(yīng)后將溶液和石墨分離，用蒸餾水或者去離子水清洗石墨至水洗溶液為中性時(shí)沉淀，然后過(guò)濾、烘干，得含碳量99.1%的石墨粉。