本發(fā)明涉及一種銅合金熔煉用高純石墨覆蓋劑的制備工藝, 屬于金屬合金材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在銅及銅合金材料的制備中，熔煉是一項(xiàng)直接關(guān)系最終所制備材料性能的工藝過(guò)程，高等級(jí)精密銅合金材料對(duì)這一過(guò)程要求尤其嚴(yán)格。通過(guò)熔煉所得到的銅及銅合金材料鑄錠為保證后續(xù)加工質(zhì)量的穩(wěn)定，對(duì)其成分、組織結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行嚴(yán)格的控制，作為熔煉覆蓋劑的鱗片石墨粉的性能及質(zhì)量是其主要影響因素之一。

根據(jù)鱗片石墨國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3518-2008 ，其中最高等級(jí)的鱗片石墨為高純鱗片石墨，在對(duì)其成分進(jìn)行規(guī)定時(shí)僅對(duì)其固定碳、水分和篩余量進(jìn)行了規(guī)定，未對(duì)特征化學(xué)元素進(jìn)行規(guī)定，在實(shí)際作為高等級(jí)精密銅合金材料熔煉覆蓋劑使用時(shí)，市場(chǎng)上大多數(shù)高純鱗片石墨往往會(huì)引入銅合金材料敏感的鐵、鎂、鉛等雜質(zhì)元素，影響最終獲得材料性能。

國(guó)際上通行的石墨除雜的生產(chǎn)方法主要有堿酸法，氯化焙燒法、浮選法、氫氟酸法等。

堿酸法在工業(yè)上應(yīng)用較為廣泛，是使用酸堿交替高溫焙燒的方式，去除石墨中所含有的雜質(zhì)。但該方法所能夠獲得的高純石墨極限純度為99.9%，無(wú)法很好去除鐵、鋁等雜質(zhì)元素，同時(shí)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，成本較高；

氯化焙燒法在實(shí)際應(yīng)用時(shí)條件要求高，且環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)性較大，不適宜大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用；

浮選法問(wèn)題在于進(jìn)行制備時(shí)無(wú)法有效除去銅合金熔煉生產(chǎn)中較為敏感的有色金屬雜質(zhì)元素；

氫氟酸法是現(xiàn)今應(yīng)用最為廣泛的鱗片石墨除雜生產(chǎn)制備高純石墨方法，但是在銅及銅合金材料生產(chǎn)制備企業(yè)中，由于氫氟酸對(duì)于所生產(chǎn)的銅及銅合金材料產(chǎn)品具有嚴(yán)重的腐蝕性，不利于大規(guī)模使用。

以上各種方法都無(wú)法良好解決作為熔煉覆蓋劑的鱗片石墨粉引入有色金屬雜質(zhì)問(wèn)題。本發(fā)明提供一種步驟簡(jiǎn)單、純度高的石墨覆蓋劑的制備工藝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供了一種銅合金熔煉用高純石墨覆蓋劑的制備工藝。其特點(diǎn)是針對(duì)制備高效低成本高等級(jí)精密銅合金材料專(zhuān)用高純石墨覆蓋劑設(shè)計(jì)，使用市場(chǎng)上大量存在的碳含量≥99.9%的普通高純鱗片石墨粉為原材料，通過(guò)硫酸清洗，鹽酸清洗，EDTA-Na2配位反應(yīng)清洗和草酸配位反應(yīng)清洗，干燥后得到有色金屬雜質(zhì)含量Me%≤100ppm，水分含量≤0.1%，保存在放置有干燥硅膠顆粒的密封容器中。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一種銅合金熔煉用高純石墨覆蓋劑的制備工藝如下：

1、一種銅合金熔煉用高純石墨覆蓋劑的制備工藝，其特征在于該高純石墨覆蓋劑制備原料包含鱗片石墨粉（C%≥99.9%），鹽酸（分析純），其中硫酸（分析純），草酸（分析純），EDTA-Na2（分析純），鹽酸、硫酸、草酸與鱗片石墨粉固液質(zhì)量比分別均為1：10，EDTA-Na2與鱗片石墨粉固液質(zhì)量比為1：3。

2、如權(quán)利要求1所述的一種銅合金熔煉用高純石墨覆蓋劑的制備工藝，其特征在于該工藝包含以下步驟：

(1)將鱗片石墨進(jìn)行研磨后過(guò)100目網(wǎng)篩，取粒度小于100目部分；

(2)使用去離子水與硫酸混合配制0.5mol/L的硫酸溶液，加熱至70~80℃，按固液質(zhì)量比1：10的比例與鱗片石墨粉進(jìn)行混合，攪拌，反應(yīng)，維持1h后過(guò)濾，使用去離子水清洗至pH=7；

(3)使用去離子水與鹽酸混合配制1mol/L的鹽酸溶液，加熱至60~70℃，按固液質(zhì)量比1：10的比例與鱗片石墨粉進(jìn)行混合，攪拌，反應(yīng)，維持1h后過(guò)濾，使用去離子水清洗至pH=7；

(4)使用去離子水與EDTA-Na2混合配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)在10%的溶液，加熱至50~60℃，按固液比1:3與鱗片石墨進(jìn)行混合，攪拌，反應(yīng)，維持30min后過(guò)濾；

(5)使用去離子水與草酸配制1.0~1.2mol/L的溶液，維持溶液溫度于20~30℃，按固液比1:10與鱗片石墨混合，攪拌，反應(yīng)，維持30min后過(guò)濾，使用去離子水清洗至pH=7；

(6)在120~150℃條件下使用循環(huán)熱風(fēng)進(jìn)行干燥至含水量≤0.1%，在鱗片石墨粉體溫度50℃以上時(shí)置入放有硅膠顆粒的干燥容器中待用。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

解決了作為熔煉覆蓋劑的鱗片石墨粉引入有色金屬雜質(zhì)問(wèn)題，因此本工藝主要針對(duì)制備高效低成本高等級(jí)精密銅合金材料專(zhuān)用高純石墨覆蓋劑設(shè)計(jì)，使用市場(chǎng)上大量存在的碳含量≥99.9%的普通高純鱗片石墨粉為原材料，通過(guò)硫酸清洗，鹽酸清洗，EDTA-Na2配位反應(yīng)清洗和草酸配位反應(yīng)清洗，干燥后得到有色金屬雜質(zhì)含量Me%≤100ppm，水分含量≤0.1%的高純石墨覆蓋劑，保存在放置有干燥硅膠顆粒的密封容器中。

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，有必要在此指出的是本實(shí)施例只用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，不能理解為對(duì)發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容作出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。

實(shí)施例1：

一種銅合金熔煉用高純石墨覆蓋劑的制備工藝，其特征在于該高純石墨覆蓋劑制備原料包含鱗片石墨粉（C%≥99.9%），鹽酸（分析純），其中硫酸（分析純），草酸（分析純），EDTA-Na2（分析純），鹽酸、硫酸、草酸與鱗片石墨粉固液質(zhì)量比分別均為1：10，EDTA-Na2與鱗片石墨粉固液質(zhì)量比為1：3。

其制備工藝如下：

(1)取市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)的純度在99.9%以上的鱗片石墨粉25kg于聚氨酯瑪瑙滾筒球磨中，研磨1h，取出過(guò)100目網(wǎng)篩，取篩下石墨粉；

(2)向500L容積的鈦制反應(yīng)釜中注入200L已配制好的0.5mol/L硫酸溶液，投入20kg過(guò)篩鱗片石墨粉，開(kāi)啟反應(yīng)釜攪拌與加溫裝置，當(dāng)混合物溫度達(dá)到70℃后維持?jǐn)嚢枧c溫度1h，后將混合物泵出反應(yīng)釜至板框壓濾機(jī)中過(guò)濾，使用去離子循環(huán)水清洗至pH=7，用壓縮氣體吹干其中剩余水分后剝離;

(3)將剝離下的石墨粉置于500L鈦制反應(yīng)釜中，注入200L配制好的1mol/L的鹽酸溶液，開(kāi)啟反應(yīng)釜攪拌與加溫裝置，當(dāng)混合物溫度達(dá)到60℃后，維持?jǐn)嚢枧c溫度1h，后將混合物泵出反應(yīng)釜至板框壓濾機(jī)中，使用去離子循環(huán)水清洗至pH=7，用壓縮氣體吹干其中水分后剝離；

(4)將剝離下的石墨粉置于200L鈦制反應(yīng)釜中，注入60L已配制好的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的EDTA-Na2溶液，開(kāi)啟攪拌與加溫裝置，當(dāng)溫度達(dá)到50~60℃后，維持30分鐘，后將混合物泵出反應(yīng)釜至板框壓濾機(jī)中，使用去離子循環(huán)水清洗8~10min，然后剝離；

(5)將剝離下的石墨粉置于500L鈦制反應(yīng)釜中，注入配制好的200L1.0mol/L~1.2mol/L草酸溶液，開(kāi)啟攪拌與溫控裝置，維持反應(yīng)釜內(nèi)溫度20℃條件下30min，后將反應(yīng)釜內(nèi)混合物泵出至板框壓濾機(jī)中，使用循環(huán)去離子水清洗至pH=7，然后用壓縮氣體吹干并剝離；

(6)將剝離出的石墨粉置于有循環(huán)風(fēng)的不銹鋼烘箱中，在120℃條件下干燥，當(dāng)其含水量≤0.1%后，在粉體溫度高于50℃條件下使用真空包裝機(jī)按1kg/包進(jìn)行真空塑封包裝，最后置于放有硅膠顆粒的紙桶中密封保存待用。

實(shí)施例2：一種銅合金熔煉用高純石墨覆蓋劑的制備工藝，其特征在于該高純石墨覆蓋劑制備原料包含鱗片石墨粉（C%≥99.9%），鹽酸（分析純），其中硫酸（分析純），草酸（分析純），EDTA-Na2（分析純），鹽酸、硫酸、草酸與鱗片石墨粉固液質(zhì)量比分別均為1：10，EDTA-Na2與鱗片石墨粉固液質(zhì)量比為1：3。

其制備工藝如下：

(1)取市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)的純度在99.9%以上的鱗片石墨粉50kg于聚氨酯瑪瑙滾筒球磨中，研磨1h，取出過(guò)100目網(wǎng)篩，取篩下石墨粉；

(2)向500L容積的鈦制反應(yīng)釜中注入400L已配制好的0.5mol/L硫酸溶液，投入40kg過(guò)篩鱗片石墨粉，開(kāi)啟反應(yīng)釜攪拌與加溫裝置，當(dāng)混合物溫度達(dá)到80℃后維持?jǐn)嚢枧c溫度1h，后將混合物泵出反應(yīng)釜至板框壓濾機(jī)中過(guò)濾，使用去離子循環(huán)水清洗至pH=7，用壓縮氣體吹干其中剩余水分后剝離;

(3)將剝離下的石墨粉置于500L鈦制反應(yīng)釜中，注入200L配制好的1mol/L的鹽酸溶液，開(kāi)啟反應(yīng)釜攪拌與加溫裝置，當(dāng)混合物溫度達(dá)到65℃后，維持?jǐn)嚢枧c溫度1h，后將混合物泵出反應(yīng)釜至板框壓濾機(jī)中，使用去離子循環(huán)水清洗至pH=7，用壓縮氣體吹干其中水分后剝離；

(4)將剝離下的石墨粉置于200L鈦制反應(yīng)釜中，注入120L已配制好的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的EDTA-Na2溶液，開(kāi)啟攪拌與加溫裝置，當(dāng)溫度達(dá)到50~60℃后，維持30分鐘，后將混合物泵出反應(yīng)釜至板框壓濾機(jī)中，使用去離子循環(huán)水清洗8~10min，然后剝離；

(5)將剝離下的石墨粉置于500L鈦制反應(yīng)釜中，注入配制好的400L1.0mol/L~1.2mol/L草酸溶液，開(kāi)啟攪拌與溫控裝置，維持反應(yīng)釜內(nèi)溫度30℃條件下30min，后將反應(yīng)釜內(nèi)混合物泵出至板框壓濾機(jī)中，使用循環(huán)去離子水清洗至pH=7，然后用壓縮氣體吹干并剝離；

(6)將剝離出的石墨粉置于有循環(huán)風(fēng)的不銹鋼烘箱中，在150℃條件下干燥，當(dāng)其含水量≤0.1%后，在粉體溫度高于50℃條件下使用真空包裝機(jī)按1kg/包進(jìn)行真空塑封包裝，最后置于放有硅膠顆粒的紙桶中密封保存待用。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，可做出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。