天然微晶石墨的提純方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種天然微晶石墨的提純方法，該方法包括以下步驟：以天然微晶石墨為原料，質(zhì)量濃度為20％～50％燒堿溶液混合研磨后在350～700℃下焙燒，同時充分攪拌溶液反應，粉碎加水磨成細漿，然后將溶液和石墨分離，洗滌后沉淀，最后經(jīng)過濾、烘干，制得堿洗石墨；再將堿洗石墨、可溶性氟鹽和硝酸一起加入反應容器中，加熱，同時進行攪拌、浸漬反應，然后將溶液和石墨分離，制得含酸石墨；將含酸石墨洗滌、沉淀，最后經(jīng)過濾、烘干，制得含碳量在99.90％以上石墨。該提純方法環(huán)境污染小，而且提純效率高。
【專利說明】天然微晶石墨的提純方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及天然石墨提純方法，尤其是對天然微晶石墨為原料進行提純且對環(huán)境污染小的方法。

【背景技術】
[0002]微晶石墨是許多工業(yè)生產(chǎn)中重要的原材料和添加劑，也被廣泛認為是工業(yè)味精。微晶石墨在亞洲、美洲、歐洲等一些國家和地區(qū)都有儲藏，而我國是亞洲乃至世界現(xiàn)已探明最大的微晶石墨儲藏地，經(jīng)反復勘探的儲量大于3400萬噸。近年來，隨著電子信息工業(yè)、核工業(yè)、國防工業(yè)及汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，石墨市場也發(fā)生了巨大變化。首先，市場對“量”的需求加大，其次是對石墨“質(zhì)”的要求提高，市場需求推動了石墨價位大幅上揚。石墨是重要的戰(zhàn)略資源，在經(jīng)濟社會發(fā)展中占有十分重要的地位。隨著高端技術的發(fā)展，石墨的深度開發(fā)應用要求向高純度、高細度發(fā)展，這已成為石墨業(yè)界不爭的共識。
[0003]前期對石墨提純主要集中在天然鱗片石墨，對微晶石墨的提純研宄相對較少，同時微晶石墨的提純技術難度較大，也是制約其應用范圍的主要原因之一，目前微晶石墨的提純很多還是借鑒天然鱗片石墨的技術，常見的提純方法包括(I)浮選法；(2)堿酸兩步法；(3)氫氟酸法；(4)氫氟酸-鹽(硫)酸法等。其中，浮選法成本最低，能耗和試劑消耗最少，但要獲得含碳量95%以上的石墨很難；氫氟酸法和氫氟酸-鹽(硫)酸法的除雜效率高，能耗也比較低，但由于氫氟酸的毒性大和強腐蝕性對環(huán)境造成污染而使該法的應用范圍受到限制。現(xiàn)有報道的堿酸兩步法提純的石墨的含碳量很難達到99.90%以上，即使將熔融溫度提高至800度，含碳量最多也只能提高到99.80%。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有堿酸法提純石墨技術存在的缺陷，提供一種環(huán)境污染小，而且提純效率高的天然微晶石墨的提純方法。
[0005]本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的:
[0006]一種天然微晶石墨的提純方法，包括以下步驟:
[0007]I)以天然微晶石墨為原料，質(zhì)量濃度為20%?50%燒堿溶液混合研磨后在350?700°C下焙燒，同時充分攪拌溶液反應，粉碎加水磨成細漿，然后將溶液和石墨分離，洗滌后沉淀，最后經(jīng)過濾、烘干，制得堿洗石墨；
[0008]2)再將堿洗石墨、可溶性氟鹽和硝酸一起加入反應容器中，加熱，同時進行攪拌、浸漬反應，然后將溶液和石墨分離，制得含酸石墨；
[0009]3)將含酸石墨洗滌、沉淀，最后經(jīng)過濾、烘干，制得成品石墨。
[0010]進一步，作為原料的天然微晶石墨的固定碳含量為8O %?85 %，粒徑為0.044mm ?0.150mm。
[0011]進一步，作為原料的天然微晶石墨、燒堿溶液的質(zhì)量比為100:6?10。
[0012]進一步，步驟I)中燒堿溶液的質(zhì)量濃度為25?35%，焙燒溫度為400?500°C。
[0013]進一步，所述可溶性氟鹽為氟化鈉、氟化氨或二氟氫氨。
[0014]進一步，步驟2)的硝酸質(zhì)量濃度為55?65%。
[0015]進一步，步驟2)加熱到60?90°C時，同時進行攪拌、浸漬反應2?6小時，然后將溶液和石墨分離，制得含酸石墨；步驟3)含酸石墨用水洗滌至洗滌液pH值在6?7時，進行沉淀，最后經(jīng)過濾、烘干，制得成品石墨。
[0016]本發(fā)明在酸洗過程中，采用可溶性氟鹽和硝酸與堿洗石墨一起反應，能夠除去了一般采用鹽酸、硫酸或者鹽酸-硝酸難以除去的雜質(zhì)，使得提純得到的石墨含碳量達到99.90%以上。進一步，可溶性氟鹽可選用氟化鈉、氟化氨或二氟氫氨等含氟的無機鹽，這樣可以降低對環(huán)境的污染程度。

【具體實施方式】
[0017]實施例1
[0018]將10g固定碳含量80%、粒徑為0.044mm的微晶石墨、1g質(zhì)量濃度為25%燒堿溶液混合研磨后，在400°C下焙燒，然后粉碎加入堿融物料2倍重量的水磨成細漿，然后將溶液和石墨分離，水洗樣品至洗滌溶液PH值為8時沉淀；過濾，隨后放于恒溫鼓風干燥箱烘干2小時。將堿溶樣品烘干后稱取20g，40ml 65%硝酸和15g氟化氨一起加入反應容器，在溫度為90°C反應2小時，反應后溶液和石墨分離，水洗石墨至洗滌溶液pH值為7時沉淀；過濾，又重新放于干燥箱中烘干2小時，獲得含碳量99.93%的石墨粉。
[0019]實施例2
[0020]將10g固定碳含量80%、粒徑為0.150mm的微晶石墨、6g質(zhì)量濃度為20%燒堿溶液混合研磨后，在350°C下焙燒，然后粉碎加入堿融物料2.5倍重量的水磨成細漿，然后將溶液和石墨分離，水洗樣品至洗滌溶液PH值為7時沉淀；過濾，隨后放于恒溫鼓風干燥箱烘干2小時。將堿溶樣品烘干后稱取20g，45ml 60%硝酸和20g氟化鈉一起加入反應容器，在溫度為70°C反應3小時，反應后溶液和石墨分離，水洗石墨至洗滌溶液pH值為7時沉淀；過濾，又重新放于干燥箱中烘干2小時，獲得含碳量99.91%的石墨粉。
[0021]實施例3
[0022]將10g固定碳含量85%、粒徑為0.120mm的微晶石墨、8g質(zhì)量濃度為35%燒堿溶液混合研磨后，在700°C下焙燒，然后粉碎加入堿融物料2.5倍重量的水磨成細漿，然后將溶液和石墨分離，水洗樣品至洗滌溶液PH值為8時沉淀；過濾，隨后放于恒溫鼓風干燥箱烘干2小時。將堿溶樣品烘干后稱取20g，50ml 60%硝酸和16g 二氟氫氨一起加入反應容器，在溫度為80°C反應4小時，反應后溶液和石墨分離，水洗石墨至洗滌溶液pH值為7時沉淀；過濾，又重新放于干燥箱中烘干2小時，獲得含碳量99.94%的石墨粉。
[0023]實施例4
[0024]將10g固定碳含量85%、粒徑為0.066mm的微晶石墨、8g質(zhì)量濃度為50%燒堿溶液混合研磨后，在500°C下焙燒，然后粉碎加入堿融物料2.5倍重量的水磨成細漿，然后將溶液和石墨分離，水洗樣品至洗滌溶液PH值為8時沉淀；過濾，隨后放于恒溫鼓風干燥箱烘干2小時。將堿溶樣品烘干后稱取20g，50ml 55%硝酸和20g氟化鈉一起加入反應容器，在溫度為60°C反應6小時，反應后溶液和石墨分離，水洗石墨至洗滌溶液pH值為6時沉淀；過濾，又重新放于干燥箱中烘干2小時，獲得含碳量99.92%的石墨粉。
[0025]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種天然微晶石墨的提純方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)以天然微晶石墨為原料，質(zhì)量濃度為20%?50%燒堿溶液混合研磨后在350?700°C下焙燒，同時充分攪拌溶液反應，粉碎加水磨成細漿，然后將溶液和石墨分離，洗滌后沉淀，最后經(jīng)過濾、烘干，制得堿洗石墨； 2)再將堿洗石墨、可溶性氟鹽和硝酸一起加入反應容器中，加熱，同時進行攪拌、浸漬反應，然后將溶液和石墨分離，制得含酸石墨； 3)將含酸石墨洗滌、沉淀，最后經(jīng)過濾、烘干，制得成品石墨。
2.根據(jù)權利要求1所述的天然微晶石墨的提純方法，其特征在于，作為原料的天然微晶石墨的固定碳含量為80%?85%，粒徑為0.044mm?0.150mm。
3.根據(jù)權利要求1所述的天然微晶石墨的提純方法，其特征在于，作為原料的天然微晶石墨、燒堿溶液的質(zhì)量比為100:6?10。
4.根據(jù)權利要求1所述的天然微晶石墨的提純方法，其特征在于，步驟I)中燒堿溶液的質(zhì)量濃度為25?35%，焙燒溫度為400?500 °C。
5.根據(jù)權利要求1所述的天然微晶石墨的提純方法，其特征在于，所述可溶性氟鹽為氟化鈉、氟化氨或二氟氫氨。
6.根據(jù)權利要求1所述的天然微晶石墨的提純方法，其特征在于，步驟2)的硝酸質(zhì)量濃度為55?65%。
7.根據(jù)權利要求1或5所述的天然微晶石墨的提純方法，其特征在于，步驟2)加熱到60?90°C時，同時進行攪拌、浸漬反應2?6小時，然后將溶液和石墨分離，制得含酸石墨；步驟3)含酸石墨用水洗滌至洗滌液pH值在6?7時，進行沉淀，最后經(jīng)過濾、烘干，制得成品石墨。
【文檔編號】C01B31/04GK104495803SQ201410705623
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月27日 優(yōu)先權日:2014年11月27日
【發(fā)明者】林前鋒 申請人:林前鋒