本发明专利技术提出一种无Sn和Al高稳定性石墨清洁提纯的方法，能有效去除石墨中的杂质，使SnO2的残留量≤30MG/L,AL2O3的残留量≤0.3%,石墨经提纯后的纯度＞99.99％，石墨先采用加压碱浸和常压酸浸对石墨进行处理，其中常压酸浸是在超声波场或微波场下进行；处理后的石墨粉再按石墨的重量百分比加入硫酸21％-24％、氢氟酸13％-28%进行浸出，得到高纯度的石墨产品。加入到反应釜中,搅拌加热加入碳酸铈,将氧化剂缓慢加入,经处理可以得到无硅、铝杂质高纯度的石墨。超声下制备氧化石墨悬浮液，加入十二胺氯仿溶液经处理得到稳定性石墨。上述提纯后的高浓度碱液，回收后期循环利用；高浓度废酸，回收经调整其中铝含量后，用于聚合铝PAC的合成。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种无Sn和Al闻稳定性石墨清洁提纯的方法，提纯纯度大于99.99%的闻纯石墨的方法，并且提闻了石墨的稳定性。
技术介绍
闻纯石墨是石墨含量在99.99%以上的石墨，它是一种不可再生的战略资源，一直是军工和现代工艺及高新技术发展中不可或缺的重要战备资源。 目前高纯石墨的生产方法主要以浮选法、酸碱法、氢氟酸法为主的湿法提纯方法和以氯化焙烧法和高温法为主的火法提纯法。这几种生产方法或多或少地存在除杂效果差、能耗闻、环境污染严重等不足。石墨中的杂质Sn02和Al203是最常见的，如何彻底清除，又能降低成本，减轻环境污染是目前亟待解决的问题。另外，添加表面活性剂和有机功能化是改性石墨稳定性的重要方法。其中，有机功能化仍然占有主导地位，包括硅烷化法、亲核取代及相转移技术等。通过这些改性的方法可以破坏氧化石墨层之间的氢键，使得改性后的氧化石墨烯能在有机溶剂中有很好的分散。在上述方法中，反应温度都比较高(70 °〇和140 1:等)，且合成步骤操作繁琐，难于工业化大规模生产。因为工艺过程中排出的废水、废渣处理难度大，对生物的毒害及环境污染十分严重，使用氢氟酸法工艺生产高纯石墨祸患无穷，此法实际上已被禁用。
技术实现思路
本专利技术提供一种无Sn和Al闻稳定性石墨清洁提纯的方法，能有效去除石墨中的杂质，使石墨的固定碳的含量达到99.99%,达到闻纯石墨要求的方法。针对现有石墨提纯技术存在的弊端，提供一种工艺简单、节能减排、安全环保、经济高效的石墨提纯方法。产品的性能较好，其工艺简单、先进、易于操作，生产效率高、设备投资少、能耗低，对环境的影响比较小，成本低，石墨产品纯度高，能够满足高纯石墨的要求。加入到反应釜中，搅拌加热加入碳酸铈，将氧化剂缓慢加入，搅拌，加热煮沸，静置澄清，过滤，可得高纯度的石墨。另外，本专利技术针对现有技术存在的反应温度高、操作繁琐等不足，提供一种加强石墨稳定性的方法。 解决本专利技术的技术问题所采用的技术方案为:1、取含碳量> 65%的石墨500-600kg，放入反应釜内，先采用加压碱浸和常压酸浸对石墨进行处理，所用的K2C03浓度为15%?25%，KOH浓度为6%?30%，Na2C03浓度为8%?26% ;其中常压酸浸是在超声波场或微波场下进行，处理后的石墨粉再按石墨的重量百分比加入硫酸21% -24%、氢氟酸13% -28%进行浸出，得到高纯度的石墨产品。高浓度碱液，回收后期循环利用；高浓度废酸，回收经调整其中铝含量后，用于聚合铝PAC的合成。 2.加压碱浸的重量液固比为I?9:1，温度为150?280°C，处理时间为I?11小时；米用石灰作为试剂回收再生碱液。 3.常压酸浸是在超声波场或微波场下进行，处理后的石墨粉再按石墨的重量百分比加入硫酸21% -24%、氢氟酸13%-28%进行浸出，得到高纯度的石墨产品。常压酸浸的重量液固比为I?9:1，温度为35?85°C，处理时间为2h?90h。 4.常压酸浸时的超声波频率范围在20?70KHz，微波场频率范围在280GHz?5GHz。 5、把石墨加入到反应釜中，搅拌加热至75_85°C，按料液TREO量的2_4%比例加入碳酸铈，之后按TREO的1-1.5%的量将氧化剂缓慢加入，搅拌，加热煮沸35分钟以上，静置澄清10小时以上，分别抽取上清液和带渣的料液，过滤。 6、超声下制备氧化石墨悬浮液，十二烷基胺分子与氧化石墨的质量比为(10-20):3，制备十二胺氯仿溶液，加入石墨悬浮液中，室温搅拌2?4天；减压过滤、洗涤、干燥后即得到石墨稀基超分子杂化材料。 7、所述的含硅酸盐杂质的高浓度碱液，回收方式如下:加入CaO反应后，分离出CaSn03沉渣，剩余的烧碱溶液通过浓缩达到质量浓度为26%_30%，后期循环利用；所述的含金属离子的高浓度废酸，回收方式如下:将其送入蒸馏塔，通过蒸馏获得盐酸浓度> 25%的含铝废酸，经调整其中铝含量后，用于聚合铝PAC的合成。 上述加压碱浸:选矿后的石墨投入加压反应釜中，添加碱溶液，控制反应条件，使石墨中的杂质与碱液发生反应。反应结束后，实现固液分离。固体采用纯水洗涤至pH = 7为止，液体采用石灰进行上述常压酸浸:洗涤至中性的石墨与上述条件的酸溶液混合调浆，控制反应条件，使石墨中的杂质进一步与酸发生反应。反应过程在超声波场或微波场中进行。洗涤过程中产生的酸性废水与碱性废水相互中和，并添加石灰沉淀溶液中的F-。中和后的水重新返回系统进行洗涤。整个工艺过程不污染环境。 本专利技术的有益效果是:石墨经过加压碱浸、酸浸处理后得到高纯石墨，并在酸浸过程中添加超声波场或微波场。工艺流程短，容易实现工业化生产，设备简单，安全性好，能耗低，生产成本低，环境污染小；获得的高纯石墨中固定碳的含量大于99.99%。通过进一步的净化，可以得到无娃、招杂质闻纯度的石墨。合成的石墨热稳定性有很大提闻；再加上合成步骤简单、高效，可以大量制备，所以具有较好的应用前景和经济效益。采用了“苛化工艺”，产生的废渣为硅酸钙，是有用的建材原料，也是制砖及水泥的配料；对酸化废水处理，使回收的废酸循环再用；用废酸残汇生产聚合铝，使残杂得以综合利用。是一种工艺简单、节能减排、安全环保、经济高效的石墨提纯方法。 【具体实施方式】 下面通过实施例对本专利技术作进一步详细描述。 实施例一取含碳量> 65 %的石墨500kg，放入反应釜内，先采用加压碱浸和常压酸浸对石墨进行处理，所用的K2C03浓度为15%，KOH浓度为6%，Na2C03浓度为8% ;控制反应加压碱浸的重量液固比为I?9 温度为150°C,处理时间为I小时；采用石灰作为试剂回收再生碱液。反应后的物料实现固液分离，并用纯水清洗至PH = 7。其中常压酸浸是在超声波场场下进行；处理后的石墨粉再按石墨的重量百分比加入硫酸21% -24%、氢氟酸13% -28%进行浸出，控制常压酸浸的重量液固比为I?9:1，温度为35，处理时间为2h。常压酸浸时的超声波频率范围在20KHz，得到高纯度的石墨产品。把石墨加入到反应釜中，搅拌加热至75V，按料液TREO量的2%比例加入碳酸铈，之后按TREO的1%的量将氧化剂缓慢加入，搅拌，加热煮沸40分钟，静置澄清11小时，分别抽取上清液和带渣的料液，过滤。超声下制备氧化石墨悬浮液，十二烷基胺分子与氧化石墨的质量比为10:3，制备十二胺氯仿溶液，加入石墨悬浮液中，室温搅拌2天；减压过滤、洗涤、干燥后即得到石墨烯基超分子杂化材料。上述废碱液的处理方式为:废碱液加入170kg的CaO充分反应后，生成CaSn03沉渣，分出的液体为低浓度液态烧碱，经浓缩达到26%的浓度后可以后期循环使用；上述废碱液的处理方式为:废酸液蒸馏，获得盐酸浓度30%的含铝废酸，按聚合铝的生产工艺调整废酸中铝(Al)的含量20%，返回酸化后用于聚合铝PAC的合成。 实施例二取含碳量> 65 %的石墨600kg，放入反应釜内，先采用加压碱浸和常压酸浸对石墨进行处理，所用的K2C03浓度为25%，KOH浓度为30%，Na2C03浓度为26% ;控制加压碱浸的重量液固比为I?9 温度为280°C,处理时间为11小时；采用石灰作为试剂本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种无Sn和Al高稳定性石墨清洁提纯的方法，其特征在于：采用含碳量＞ 65％的石墨为原料，使SnO2的残留量≤28MG/L,AL2O3的残留量≤0.2%,增加其稳定性，经提纯后的纯度＞ 99.99％，后期废水、废渣处理，节能减排、安全环保、经济高效，步骤如下：取含碳量＞ 65％的石墨500‑600kg，放入反应釜内，先采用加压碱浸和常压酸浸对石墨进行处理，所用的K2CO3 浓度为15%~25%， KOH 浓度为6％～ 30％，Na2CO3 浓度为8%~26% ；其中常压酸浸是在超声波场或微波场下进行，处理后的石墨粉再按石墨的重量百分比加入硫酸21％ ‑24％、氢氟酸13％‑28%进行浸出，得到高纯度的石墨产品，加入到反应釜中,搅拌加热加入碳酸铈,将氧化剂缓慢加入经处理可得高纯度的石墨，超声下制备氧化石墨悬浮液，加入十二胺氯仿溶液，经处理得到稳定性石墨，高浓度碱液，回收后期循环利用；高浓度废酸，回收经调整其中铝含量后，用于聚合铝PAC 的合成。
【技术特征摘要】
1.一种无Sn和Al高稳定性石墨清洁提纯的方法，其特征在于:采用含碳量> 65%的石墨为原料，使SnO2的残留量彡28MG/L, AL2O3的残留量彡0.2%,增加其稳定性，经提纯后的纯度> 99.99%，后期废水、废渣处理，节能减排、安全环保、经济高效， 步骤如下:取含碳量> 65%的石墨500-600kg，放入反应釜内，先采用加压碱浸和常压酸浸对石墨进行处理，所用的1(20)3浓度为15%?25%，KOH浓度为6%?30%，Na2C03浓度为89Γ26% ;其中常压酸浸是在超声波场或微波场下进行，处理后的石墨粉再按石墨的重量百分比加入硫酸21% -24%、氢氟酸13% -28%进行浸出，得到高纯度的石墨产品，力口入到反应釜中，搅拌加热加入碳酸铈，将氧化剂缓慢加入经处理可得高纯度的石墨，超声下制备氧化石墨悬浮液，加入十二胺氯仿溶液，经处理得到稳定性石墨，高浓度碱液，回收后期循环利用；高浓度废酸，回收经调整其中铝含量后，用于聚合铝PAC的合成。2.根据权利要求1所述的无Sn和Al高稳定性石墨清洁提纯的方法，其特征在于加压碱浸的重量液固比为I?9:1，温度为150?280°C，处理时间为I?11小时；采用石灰作为试剂回收再生碱液。3.根据权利要求1所述的无Sn和Al高稳定性石墨清洁提纯的方法，其特征在于其中常压酸浸是在超声波场或微波场下进行；处理后的石墨粉再按石墨的重量百分比加入硫酸21% -24%、...
【专利技术属性】
技术研发人员：王志敏，刘天云，
申请(专利权)人：青岛广星电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
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