[发明专利]石墨矿纯化方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种石墨矿纯化方法，特别是有关于一种可于常温下施行的石墨矿纯化方法。

背景技术

近年來，随着新能源、新材料产业的崛起，石墨及其下游的加工制品越年越引起关注，正逐渐成为国防、航天、新材料等领域不可替代的重要材料。

据美国地质调查局(USGS)的统计，全球石墨资源地质储量约8400万吨，而中国地质储量6400万吨，占到全球总储量的74％。2010年，全球石墨总产量约92.5万吨中，中国产量60万吨，占全球总产量的64.9％。由于中国的石墨资源极具丰富，因此吸引了许多开发工程的投入，但目前石墨的应用仍受限于其纯化方法成本高以及纯化后的石墨纯度。

其中，若使用含氟溶剂的提取方法，可有效率且取得较高纯度的石墨，然而，使用所述溶剂却也造成环境危害。另外，也可使用高温除去石墨矿的杂质而获得纯度较高的石墨，然而，所述方法无法回收石墨矿中的其他杂质，也需消耗大量能源且较费时。

综观前述，本发明的发明人经苦心潜心研究、思索并设计一种石墨矿纯化方法，以针对现有技术的缺失加以改善，进而增进产业上的实施利用。

发明内容

有鉴于上述现有的问题，本发明的目的是提出一种石墨矿纯化方法，其用以解决常用方法高耗能或对环境危害高的缺失。

基于上述目的，本发明提供一种石墨矿的纯化方法，包含下列步骤：对石墨矿进行前处理步骤，以除去石墨矿的水份及油脂；研磨经除去水份及油脂的石墨矿，以使其通过200目至400目的筛网；以酸性溶液对经粒径筛选的石墨矿进行预定时间的酸溶反应，酸溶反应可于室温下进行，并于完成酸溶反应后除去酸性溶液，酸性溶液为盐酸或硫酸；以及，将完成酸溶反应的石墨矿进行过滤、干燥及分级，以获得纯化石墨。

优选地，前处理步骤包含将石墨矿升温至250℃至450℃或将石墨矿浸泡于酒精中，以除去石墨矿的油脂。

优选地，酸溶反应可为将石墨矿置入6N至12N的盐酸中进行反应。

优选地，本发明的石墨矿的纯化方法更包含重复酸溶反应的步骤。

承上所述，依本发明的石墨矿纯化方法，其可具有一或多个下述优点：

(1)本发明的石墨矿纯化方法的酸溶反应可于常温下进行，因而不需消耗大量能源。

(2)本发明的石墨矿纯化方法可在不使用含氟溶剂的情况下纯化，减少对环境的伤害，且纯化后的石墨晶型完整，用途广泛。

为了让上述目的、技术特征以及实际实施后的增益性更为明显易懂，于下文中将以优选的实施范例辅佐对应相关的附图来进行更详细的说明。

附图说明

图1是根据本发明的石墨矿的纯化方法的步骤流程图。

图2是根据本发明的石墨矿纯化装置的结构示意图。

图3是根据本发明的纯化方法获得的石墨的XRD分析图。

图中：100：石墨矿；200：酸性溶液；10：反应槽；20：搅拌单元；30：循环单元；40：浓度分析单元

具体实施方式

请参阅图1，本发明的石墨矿的纯化方法包含以下步骤：

在步骤S10中，可对石墨矿进行前处理，以除去石墨矿的水份及油脂，此步骤可包含将石墨矿于100℃至120℃的温度下烘烤10分钟至30分钟以除去水份，之后将石墨矿浸泡于酒精中浸泡30分钟至1小时，或将石墨矿于250℃至450℃的温度下烘烤20分钟至1小时，以除去油脂。

在步骤S20中，可研磨已除去水份及油脂的石墨矿，以使其通过200目至400目的筛网。

在步骤S30中，可以酸性溶液对经粒径筛选的石墨矿进行40分钟至90分钟的酸溶反应，并于完成酸溶反应后除去酸性溶液。此外，若需获得较高纯度的石墨晶体，也可加入新的酸性溶液，再重复步骤S30的酸溶反应的步骤。

上述的酸溶反应是指以酸性溶液溶解石墨矿中的金属成份，以达到纯化石墨矿的效果，而酸性溶液可包含盐酸或硫酸。此外，在石墨矿经由步骤S20的解理后，经200目至400目的筛网筛选出的石墨矿，可使酸性溶液更容易进入解理的结晶面，进而溶出石墨矿中的金属成份。

实施上，酸溶反应可为将石墨矿置入6N至12N的盐酸进行反应或将石墨矿置入重量百分比为98％的硫酸进行反应，此反应条件可使酸溶反应无须加热而仅于室温下进行，而可减少加热至高温或长时间加热所消耗的能源。

在步骤S40中，可将反应完成的石墨矿进行过滤、干燥及分级，以获得纯化石墨。