一種石墨提純方法與流程

一種石墨提純方法與流程

本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種石墨提純方法。



背景技術(shù)：

目前，隱晶質(zhì)石墨的提純很多還是借鑒天然鱗片石墨的提純技術(shù)，常見(jiàn)的提純方法包括：(1)浮選法；(2)堿酸兩步法；(3)氫氟酸法；(4)氫氟酸-鹽(硫)酸法等。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(qiáng)腐蝕性對(duì)環(huán)境造成污染而使該法的應(yīng)用范圍受到限制。堿酸法提純?cè)趬A煅燒過(guò)程中需要高溫?zé)Y(jié)、能量消耗大、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、提純工藝步驟長(zhǎng)，對(duì)低品位隱晶質(zhì)石墨提純效果差。

因此很有必要提供一種隱晶質(zhì)石墨的提純方法，通過(guò)優(yōu)化工藝條件，盡可能降低成本，降低能量損耗，提高效益。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一、要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種石墨提純方法，以解決所述技術(shù)問(wèn)題。二、技術(shù)方案

為解決所述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種石墨提純方法，所述提純方法包括如下步驟：

1)以隱晶質(zhì)石墨含量為65～73％的低品位隱晶質(zhì)石墨為原料，進(jìn)行超細(xì)粉碎處理至礦樣的粒徑為45μm以下；

2)將經(jīng)步驟1)超細(xì)粉碎處理后的隱晶質(zhì)石墨置于反應(yīng)釜中，加入氫氧化鈉、偏硼酸鈉和水，150～260℃下反應(yīng)2～3h進(jìn)行堿熔處理；

3)將經(jīng)步驟2)堿熔后的隱晶質(zhì)石墨進(jìn)行酸浸，所述酸浸的過(guò)程為：將經(jīng)步驟2)堿熔后的隱晶質(zhì)石墨水洗至pH為7.5～7.8，一次加酸，攪勻后靜置沉降1～1.5h，其中，所述酸的體積濃度為2～5％，抽出上層液體后二次加酸，所述酸為稀硫酸，將酸浸后的礦物水洗至中性，過(guò)濾、烘干后得到高品位隱晶質(zhì)石墨。

步驟2)中，所述氫氧化鈉與所述超細(xì)粉碎處理后的隱晶質(zhì)石墨的質(zhì)量比為(0.8:1)～(1.6:1)；所述偏硼酸鈉與所述超細(xì)粉碎處理后的隱晶質(zhì)石墨的質(zhì)量比為(0.05:1)～(0.1:1)。

步驟2)中，所述水與所述超細(xì)粉碎處理后的隱晶質(zhì)石墨的質(zhì)量比為(3.5:1)～(1:1)。

三、有益效果

本發(fā)明相比較于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下有益效果：

(1)本發(fā)明的隱晶質(zhì)石墨的提純方法，以隱晶質(zhì)石墨含量為65～73％的低品位隱晶質(zhì)石墨為原料，通過(guò)超細(xì)粉碎-反應(yīng)釜堿熔-酸浸工藝，獲得隱晶質(zhì)石墨含量大于等于99.0％的高品位隱晶質(zhì)石墨，使得隱晶質(zhì)石墨的應(yīng)用更廣闊。

(2)本發(fā)明的隱晶質(zhì)石墨的提純方法，通過(guò)超細(xì)粉碎-反應(yīng)釜堿熔-酸浸工藝，工藝簡(jiǎn)單，各工藝之間相互關(guān)聯(lián)，超細(xì)粉碎后使得原礦中的脈石礦物和隱晶質(zhì)石墨得到充分的解離，便于后續(xù)堿熔時(shí)脈石礦物與堿充分發(fā)生反應(yīng)，再經(jīng)酸洗后，得到高品位隱晶質(zhì)石墨，本發(fā)明的提純方法成本低，相對(duì)于傳統(tǒng)需要600℃以上的高溫焙燒，本發(fā)明的反應(yīng)釜中的溫度為150～260℃，能耗低，對(duì)低品位的隱晶質(zhì)石墨提純效果好。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作詳細(xì)描述。

一種石墨提純方法，為以下步驟：

1)以隱晶質(zhì)石墨含量為65～73％的低品位隱晶質(zhì)石墨為原料，進(jìn)行超細(xì)粉碎處理至礦樣的粒徑為45μm以下；

2)將經(jīng)步驟1)超細(xì)粉碎處理后的隱晶質(zhì)石墨置于反應(yīng)釜中，加入堿、助溶劑和水，150～260℃下反應(yīng)2～3h進(jìn)行堿熔處理；所述堿為氫氧化鈉，所述助溶劑為偏硼酸鈉。

3)將經(jīng)步驟2)堿熔后的隱晶質(zhì)石墨進(jìn)行酸浸，所述酸浸的過(guò)程為：將經(jīng)步驟2)堿熔后的隱晶質(zhì)石墨水洗至pH為7.5～7.8，一次加酸，攪勻后靜置沉降1～1.5h，其中，所述酸的體積濃度為2～5％，抽出上層液體后二次加酸，所述酸為稀硫酸，將酸浸后的礦物水洗至中性，過(guò)濾、烘干后得到高品位隱晶質(zhì)石墨。

所述步驟2)中，所述氫氧化鈉與所述超細(xì)粉碎處理后的隱晶質(zhì)石墨的質(zhì)量比為(0.8:1)～(1.6:1)；所述偏硼酸鈉與所述超細(xì)粉碎處理后的隱晶質(zhì)石墨的質(zhì)量比為(0.05:1)～(0.1:1)；所述水與所述超細(xì)粉碎處理后的隱晶質(zhì)石墨的質(zhì)量比為(3.5:1)～(1:1)。

所述低品位隱晶質(zhì)石墨選自湖南郴州低品位隱晶質(zhì)石墨；

所述高品位隱晶質(zhì)石墨為隱晶質(zhì)石墨含量為99％以上。

實(shí)施例1

本實(shí)施例以隱晶質(zhì)石墨含量為72.83％的湖南郴州隱晶質(zhì)石墨為原料，稱取湖南郴州隱晶質(zhì)石墨20g，將其超細(xì)粉碎至45μm，使得原礦中的脈石和隱晶質(zhì)石墨得到一定的解離；然后用氫氧化鈉16g，加水60mL，加助熔劑偏硼酸鈉1g，在反應(yīng)釜中180℃反應(yīng)2h；將堿熔后的產(chǎn)物水洗至pH為7.5～7.8，加入500mL體積濃度為2％的稀硫酸，攪勻后靜置沉降1h，抽出上層液體，再加250mL體積濃度為2％的稀硫酸，將酸洗后的礦樣水洗至中性、過(guò)濾、烘干，得到14.35g品位為99.21％的產(chǎn)品。

實(shí)施例2

本實(shí)施例以隱晶質(zhì)石墨含量為68.34％的湖南郴州隱晶質(zhì)石墨為原料，稱取湖南郴州隱晶質(zhì)石墨10g，將其超細(xì)粉碎至40μm，使得原礦中的脈石和隱晶質(zhì)石墨得到一定的解離；然后用氫氧化鈉10g，加水20mL，加助熔劑偏硼酸鈉0.8g，在反應(yīng)釜中180℃反應(yīng)3h；將堿熔后的產(chǎn)物水洗至pH為7.5～7.8，加入200mL體積濃度為3％的稀硫酸，攪勻后靜置沉降1h，抽出上層液體，再加100mL體積濃度為3％的稀硫酸，將酸洗后的礦樣水洗至中性、過(guò)濾、烘干，得到6.89g品位為99.85％的產(chǎn)品。

實(shí)施例3

本實(shí)施例以隱晶質(zhì)石墨含量為65.25％的湖南郴州隱晶質(zhì)石墨為原料，稱取湖南郴州隱晶質(zhì)石墨25g，將其超細(xì)粉碎至38μm，使得原礦中的脈石和隱晶質(zhì)石墨得到一定的解離；然后用氫氧化鈉35g，加水40mL，加助熔劑偏硼酸鋰2g，在反應(yīng)釜中210℃反應(yīng)3h；將堿熔后的產(chǎn)物水洗至pH為7.5～7.8，加入500mL體積濃度為5％的稀硫酸，攪勻后靜置沉降1h，抽出上層液體，再加250mL體積濃度為5％的稀硫酸，將酸洗后的礦樣水洗至中性、過(guò)濾、烘干，得到15.87g品位為99.74％的產(chǎn)品。

對(duì)比例1

本對(duì)比例以隱晶質(zhì)石墨含量為92.42％的湖南郴州隱晶質(zhì)石墨為原料，稱取湖南郴州隱晶質(zhì)石墨15g，將其超細(xì)粉碎至45μm，使得原礦中的脈石和隱晶質(zhì)石墨得到一定的解離；然后用氫氧化鈉15g，加水27mL，加助熔劑偏硼酸鈉1g，在馬弗爐中700℃反應(yīng)2h；將堿熔后的產(chǎn)物水洗至pH為7.5～7.8，加入400mL體積濃度為4％的稀硫酸，攪勻后靜置沉降1h，抽出上層液體，再加200mL體積濃度為4％的稀硫酸，將酸洗后的礦樣水洗至中性、過(guò)濾、烘干，得到13.34g品位為99.93％的產(chǎn)品。

同樣為了得到隱晶質(zhì)石墨含量為99％以上高品位的隱晶質(zhì)石墨，本對(duì)比例的在馬弗爐中進(jìn)行提純的方法中，其原料隱晶質(zhì)石墨含量為90％以上，并且在馬弗爐中的溫度要在700℃；相對(duì)于本發(fā)明的在反應(yīng)釜中進(jìn)行的提純方法，本發(fā)明的原料隱晶質(zhì)石墨含量在65％～73％的隱晶質(zhì)石墨，并且在反應(yīng)斧中的溫度100～300℃即可，因此，本對(duì)比例的提純方法對(duì)原料要求比本發(fā)明的要高，且能耗也要高得多。

對(duì)比例2

將磨礦細(xì)度為20μm、品位85.20％的隱晶質(zhì)石墨原礦作為浮選入料，將其加水配制成質(zhì)量百分比濃度10％的礦漿，進(jìn)行一段高紊流調(diào)漿，調(diào)漿時(shí)間10min；完成一段調(diào)漿的礦漿進(jìn)行二段調(diào)漿，并加水稀釋至質(zhì)量百分比濃度為5％，然后在礦漿中依次加入碳酸鈉調(diào)整礦漿pH值為8.5，分散劑硅酸鈉2kg/t，捕收劑煤油15kg/t，起泡劑仲辛醇500g/t，調(diào)漿時(shí)間1min。完成兩段調(diào)漿的礦漿給入粗選設(shè)備進(jìn)行分選，粗選的精礦再進(jìn)行1次精選作業(yè)，精選過(guò)程不添加藥劑，粗選的尾礦與精選尾礦共同作為最終尾礦。最終可獲得品位95.46％、產(chǎn)率84.21％的石墨精礦。

本對(duì)比例的常規(guī)的提純方法，沒(méi)有超細(xì)粉碎及反應(yīng)釜堿熔、酸浸的工序，同樣對(duì)原料的隱晶質(zhì)石墨的品位要求比較高，要在85％以上，并且，得到的最終產(chǎn)品隱晶質(zhì)石墨的品位也比本發(fā)明的要低。

綜上所述，本發(fā)明的隱晶質(zhì)石墨的提純方法，通過(guò)超細(xì)粉碎-反應(yīng)釜堿熔-酸浸工藝，工藝簡(jiǎn)單，各工藝之間相互關(guān)聯(lián)，超細(xì)粉碎后使得原礦中的脈石礦物和隱晶質(zhì)石墨得到充分的解離，便于后續(xù)堿熔時(shí)脈石礦物與堿充分發(fā)生反應(yīng)，再經(jīng)酸洗后，得到高品位隱晶質(zhì)石墨，本發(fā)明的提純方法成本低，對(duì)原料隱晶質(zhì)石墨的品位要求低，原料中隱晶質(zhì)石墨的含量在65～73％時(shí)，經(jīng)過(guò)提純后得到的最終產(chǎn)品就能獲得含量99％以上的隱晶質(zhì)石墨，相對(duì)于傳統(tǒng)需要600℃以上的高溫焙燒，本發(fā)明的反應(yīng)釜中的溫度為150～260℃，能耗低，對(duì)低品位的隱晶質(zhì)石墨提純效果好。

以上僅是本發(fā)明的具體應(yīng)用范例，對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍不構(gòu)成任何限制。

技術(shù)特征：
1.一種石墨提純方法，其特征在于，所述提純方法包括如下步驟：

1)以隱晶質(zhì)石墨含量為65～73％的低品位隱晶質(zhì)石墨為原料，進(jìn)行超細(xì)粉碎處理至礦樣的粒徑為45μm以下；

2)將經(jīng)步驟1)超細(xì)粉碎處理后的隱晶質(zhì)石墨置于反應(yīng)釜中，加入氫氧化鈉、偏硼酸鈉和水，150～260℃下反應(yīng)2～3h進(jìn)行堿熔處理；

3)將經(jīng)步驟2)堿熔后的隱晶質(zhì)石墨進(jìn)行酸浸，所述酸浸的過(guò)程為：將經(jīng)步驟2)堿熔后的隱晶質(zhì)石墨水洗至pH為7.5～7.8，一次加酸，攪勻后靜置沉降1～1.5h，其中，所述酸的體積濃度為2～5％，抽出上層液體后二次加酸，所述酸為稀硫酸，將酸浸后的礦物水洗至中性，過(guò)濾、烘干后得到高品位隱晶質(zhì)石墨。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨提純方法，其特征在于，步驟2)中，所述氫氧化鈉與所述超細(xì)粉碎處理后的隱晶質(zhì)石墨的質(zhì)量比為(0.8:1)～(1.6:1)；所述偏硼酸鈉與所述超細(xì)粉碎處理后的隱晶質(zhì)石墨的質(zhì)量比為(0.05:1)～(0.1:1)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨提純方法，其特征在于，步驟2)中，所述水與所述超細(xì)粉碎處理后的隱晶質(zhì)石墨的質(zhì)量比為(3.5:1)～(1:1)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種石墨提純方法，所述提純方法包括如下步驟：1)以隱晶質(zhì)石墨含量為65～73％的低品位隱晶質(zhì)石墨為原料，進(jìn)行超細(xì)粉碎處理至礦樣的粒徑為45μm以下；2)將經(jīng)步驟1)超細(xì)粉碎處理后的隱晶質(zhì)石墨置于反應(yīng)釜中，加入氫氧化鈉、偏硼酸鈉和水，150～260℃下反應(yīng)2～3h進(jìn)行堿熔處理；3)將經(jīng)步驟2)堿熔后的隱晶質(zhì)石墨進(jìn)行酸浸，所述酸浸的過(guò)程為：將經(jīng)步驟2)堿熔后的隱晶質(zhì)石墨水洗至pH為7.5～7.8，一次加酸，攪勻后靜置沉降1～1.5h，所述酸的體積濃度為2～5％。本發(fā)明以隱晶質(zhì)石墨含量為65～73％的低品位隱晶質(zhì)石墨為原料，通過(guò)超細(xì)粉碎?反應(yīng)釜堿熔?酸浸工藝，獲得隱晶質(zhì)石墨含量大于等于99.0％的高品位隱晶質(zhì)石墨，使得隱晶質(zhì)石墨的應(yīng)用更廣闊。