連續可膨脹石墨生產裝置的製作方法

2023-09-10 07:31:45

專利名稱：連續可膨脹石墨生產裝置的製作方法
技術領域：
連續可膨脹石墨生產裝置技術領域[0001]本實用新型涉及可膨脹石墨的製備領域，特別是一種連續可膨脹石墨生產裝置。
技術背景[0002]石墨作為一種非金屬材料，在多個領域都有非常廣泛地運用，特別是其獨有的特性在密封和導熱散熱等領域具有其他材料不可替代的作用。[0003]對天然石墨進行高溫膨脹就必須對其片層間進行物質插層處理得到可膨脹石墨。 現在通行的做法是在強氧化性的環境中對天燃石墨片層間進行酸根離子插層處理，使酸根離子充分插進石墨片層之間。酸根離子插層後的天然石墨常稱為酸化石墨，也就是可膨脹石墨。可膨脹石墨在高溫時(700 1200°0片層間的酸根離子會猛烈氣化，產生的膨脹力可拉開天然石墨的層間距，使可膨脹石墨的體積激烈膨脹，膨脹後的全體體積可達膨脹前酸化石墨體積的10(Γ350倍，有的甚至可達500倍以上。膨脹後的石墨質地膨鬆，天然石墨被拉長成條狀，因其形狀似蠕蟲，膨脹石墨常被稱為石墨蠕蟲。對膨脹石墨可進行後期加工，比如採用軋壓或模壓成型製成多種製品，廣泛應用於密封和導熱散熱等領域。[0004]而在對於天然石進行酸化處理製備可膨脹石墨的各種方法中，採用濃硫酸在強氧化環境下讓硫酸根離子(HSO4-)插入天然石墨片面的方法最為廣泛，而且採用此法成本最為經濟，對環境所造成的汙染程度最小，同時此法的工藝條件最為成熟。[0005]在生產過程中，鱗片石墨與酸及氧化劑在帶攪拌的反應釜中進行，粘稠的反應產物採用高速流水衝洗進入衝洗池，高速流水產生虹吸現象將反應產物輸送到衝洗池，在衝洗池內洗滌至中性，然後經離心脫水，乾燥得到可膨脹石墨。這種工藝存在如下缺陷1、由於採用高速流水衝洗，衝洗殘酸濃度偏低，無回收價值，對環境造成汙染；2、衝洗過程中物料溫度不容易控制，造成產品質量不穩定；3、將使用大量洗滌用水，浪費水且造成巨大的環境壓力。發明內容[0006]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種連續可膨脹石墨生產裝置，易於控制浸泡酸液濃度，便於對浸泡產物進行分段脫酸脫水，廢酸回收利用，廢水進入汙水處理池， 整套裝置可以實現自動化、連續化生產，並且在後續提純作業上可以加長生產線，實現石墨純化、石墨酸化連續生產。[0007]為解決上述技術問題，本實用新型所採用的技術方案是一種連續可膨脹石墨生產裝置，包括反應釜，反應釜下設有下料槽，下料槽下方設有射流管；[0008]射流管一端與空壓機連接，另一端與第一中間儲罐連通，下料槽通過虹吸管與射流管連通；[0009]第一中間儲罐出料口與第一帶式真空過濾機的進料口連通。[0010]所述的第一帶式真空過濾機的出料口與第二中間儲罐連通，第二中間儲罐的出料口與第二帶式真空過濾機的進料口連通。[0011]所述的第二中間儲罐內設有氫氟酸溶液。[0012]所述的第一中間儲罐和第二中間儲罐還設有冷卻盤管。[0013]所述的第一帶式真空過濾機和第二帶式真空過濾機處理後的物料含水量低於 30%。[0014]第一帶式真空過濾機和第二帶式真空過濾機為五級處理過程，第一級為抽吸酸性溶液，另外四級為淋洗。[0015]所述的空壓機產生的空氣壓力為0. 3-lMPa。[0016]本實用新型提供的一種連續可膨脹石墨生產裝置，採用專門的中間儲罐浸泡洗滌反應物料，從而易於控制浸泡酸液濃度，採用真空脫濾機對浸泡物料進行分段脫酸脫水，廢酸回收利用，廢水進入汙水處理池，整套裝置可以實現自動化、連續化生產，並且在後續提純作業上可以加長生產線，實現石墨純化、石墨酸化連續生產。本實用新型有益效果在於 反應廢酸濃度可控；反應溫度可控；洗滌用水量大大減少，減少排放；自動化程度高，提高了生產效率。


[0017]
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明[0018]圖1為本實用新型的整體示意圖。
具體實施方式
[0019]如圖1中所示，一種連續可膨脹石墨生產裝置，包括反應釜1，反應釜1下設有下料槽2，下料槽2下方設有射流管3 ；[0020]射流管3 —端與空壓機5連接，另一端與第一中間儲罐6連通，下料槽2通過虹吸管4與射流管3連通；[0021]第一中間儲罐6出料口與第一帶式真空過濾機8的進料口連通。真空脫濾機採用帶式真空脫濾機。[0022]所述的第一帶式真空過濾機8的出料口與第二中間儲罐9連通，第二中間儲罐9 的出料口與第二帶式真空過濾機10的進料口連通。[0023]所述的第二中間儲罐9內設有氫氟酸溶液。通常採用摩爾濃度30-55%的氫氟酸溶液進行處理。[0024]所述的第一中間儲罐6和第二中間儲罐9還設有冷卻盤管7。冷卻盤管7用於通冷卻水或熱水，以控制溫度。[0025]所述的第一帶式真空過濾機8和第二帶式真空過濾機10處理後的物料含水量低於 30%ο[0026]第一帶式真空過濾機8和第二帶式真空過濾機10為五級處理過程，第一級為抽吸酸性溶液，另外四級為淋洗。[0027]所述的空壓機5產生的空氣壓力為0. 3-lMPa。[0028]本實用新型中採用氣流虹吸現象輸送高粘度酸化石墨物料，酸化石墨物料經過第一中間儲罐6浸泡稀釋，中間儲罐採用改性聚乙烯灌裝，罐內裝配冷卻盤管7，可通入冷水或者熱水，控制衝洗溫度，物料冷卻後經過帶式真空脫濾機洗滌，收集廢酸廢水分別處理，洗滌後的可膨脹石墨或者進一步進行後提純處理，或直接乾燥得到可膨脹石墨成品。[0029]本實用新型裝置中，高壓氣流虹吸裝置、中間儲罐、帶式真空脫濾機應用構成本裝置的核心，這些裝置的組合其功能互相支持，從而實現酸化石墨物料的自動化作業，提高了生產效率。[0030]具體地講，採用本實用新型的裝置按如下步驟操作[0031]1、將鱗片石墨、硫酸、氧化劑按一定化學量配比反應釜1內攪拌反應，各種物料之間的配比為現有技術；[0032]2、反應完成後，翻轉反應釜1，將反應後的黏稠狀物料倒入下料槽2，下料槽2具有一定的傾斜內壁，物料利用重力流淌，在下料槽的末端設計一虹吸管4，虹吸管4與射流管3 負壓端接口連接；[0033]3、射流管3主管道與物料輸送管連接，將尾風引入第一中間儲罐6，對物料進行攪拌降溫；[0034]4、下料時，啟動空壓機5，射流管3內風壓達到0. 3-lMPa，優化的採用0. 3-0. 5 MPa0通過控制風壓，可以調整下料速度。由於物料是濃硫酸混合物，物料流到第一中間儲罐6內，第一中間儲罐6盛裝洗滌水，濃硫酸混合物與水混合將會產生大量的熱，如果下料過快，將會升高溫度，升高溫度對可膨脹石墨質量穩定性造成不利影響，因此，利用負壓可調性，將可以控制下料速度從而控制第一中間儲罐6內的溫度；[0035]5、物料在射流管3形成的微負壓作用和自身重力作用下，從下料槽2內流入輸送管，輸送管有一定的傾斜，物料將利用自身重力沿著光滑的輸送管自然流淌，進入第一中間儲罐6。[0036]6、第一中間儲罐6內設計有攪拌槳和冷卻盤管7，冷卻盤管7沿第一中間儲罐6罐壁盤繞，冷卻盤管內引入冷卻循環水，一方面調節中間儲罐溫度，另外，中間儲罐為塑膠產品，引入冷卻水，利於保護第一中間儲罐6罐壁材料。[0037]7、物料在第一中間儲罐6內洗滌，調整第一中間儲罐6水量，控制酸度；[0038]8、待第一中間儲罐6內溫度降至35士5°C，將第一中間儲罐6的下料閥打開，物料按照一定的流量，流到第一帶式真空過濾機8進行脫酸洗滌處理；[0039]9、第一帶式真空過濾機8分五級洗滌過程，一級主要抽吸較濃酸水，濃酸水進行淨化處理回用；另外四級為淋洗，收集廢水進行統一處理回收利用；[0040]10、經第一帶式真空過濾機8處理的物料含水量控制在30%以內，這主要通過控制第一帶式真空過濾機8的轉速和真空度來實現。[0041]11、物料收集後，可以進行下一步作業，如果鱗片石墨原料為高碳石墨，由料車11 或直接進入烘乾作業；如果鱗片石墨為中碳石墨，或者需要進一步純化處理，物料將進入第二中間儲罐9，加入氫氟酸處理；[0042]12、第二中間儲罐9內同樣設計冷卻盤管7，冷卻盤管7內引入熱水或者冷水，以調節反應溫度；[0043]13、反應完成後，第二中間儲罐9內溫度降至35士5°C，將第二中間儲罐9下料閥打開，物料按照一定的流量，流到第二帶式真空過濾機10進行脫酸洗滌處理；[0044]14、第二帶式真空過濾機10分五級洗滌過程，一級主要抽吸較濃酸水，濃酸水進行淨化處理回用；另外四級為淋洗，收集廢水進行統一處理回收利用；[0045] 15、經第二帶式真空過濾機10處理的物料含水量控制在30%以內，這主要控制帶式真空脫濾機轉速和真空度。物料以料車11收集後，可以進行下一步作業。
權利要求1.一種連續可膨脹石墨生產裝置，包括反應釜(1 )，其特徵在於反應釜(1)下設有下料槽(2 )，下料槽(2 )下方設有射流管(3 )；射流管(3)—端與空壓機(5)連接，另一端與第一中間儲罐(6)連通，下料槽(2)通過虹吸管(4)與射流管(3)連通；第一中間儲罐(6)出料口與第一帶式真空脫濾機(8)的進料口連通。
2.根據權利要求1所述的一種連續可膨脹石墨生產裝置，其特徵在於所述的第一帶式真空過濾機(8)的出料口與第二中間儲罐(9)連通，第二中間儲罐(9)的出料口與第二帶式真空過濾機(10)的進料口連通。
3.根據權利要求2所述的一種連續可膨脹石墨生產裝置，其特徵在於所述的第二中間儲罐(9)內設有氫氟酸溶液。
4.根據權利要求1、2或3所述的一種連續可膨脹石墨生產裝置，其特徵在於所述的第一中間儲罐(6)和第二中間儲罐(9)還設有冷卻盤管(7)。
5.根據權利要求1所述的一種連續可膨脹石墨生產裝置，其特徵在於所述的空壓機 (5)產生的空氣壓力為0. 3-lMPa。
專利摘要一種連續可膨脹石墨生產裝置，包括反應釜，反應釜下設有下料槽，下料槽下方設有射流管；射流管一端與空壓機連接，另一端與第一中間儲罐連通，下料槽通過虹吸管與射流管連通；第一中間儲罐出料口與第一帶式真空脫濾機的進料口連通。本實用新型採用專門的中間儲罐浸泡洗滌反應物料，從而易於控制浸泡酸液濃度，採用帶式真空濾機對浸泡物料進行分段脫酸脫水，廢酸回收利用，廢水進入汙水處理池，整套裝置可以實現自動化、連續化生產，並且在後續提純作業上可以加長生產線，實現石墨酸化、石墨純化連續生產。本實用新型有益效果在於反應廢酸濃度可控；反應溫度可控；洗滌用水量大大減少，減少排放；自動化程度高，提高了生產效率。
文檔編號C01B31/04GK202279696SQ201120416140
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月27日 優先權日2011年10月27日
發明者付雲峰 申請人:中科恆達石墨股份有限公司