[实用新型]一种石墨高温提纯装置

说明书

本实用新型公开一种石墨高温提纯装置，包括水平设置的加热炉，加热炉入口设有竖直的进料通道，进料通道底部设有朝向加热炉入口的石墨送料装置，加热炉出口连接有竖直的出料通道；加热炉的炉内底部敷设有石墨板，石墨板作为石墨粉原料在加热炉内的承载平台，石墨板的纯度为99.99%以上，加热炉的炉顶设有一组等离子体喷枪；加热炉入口侧的炉壁设有进气管，进气管的外端连接有惰性气体注入泵；所述出料通道的侧部分别设有出气管与抽真空管；出料通道底部由上至下依次设有冷却室与出料口；采用等离子喷枪向加热炉内喷入等离子体火焰，利用等离子体火焰2400℃～3000℃的高温对石墨粉原料直接加热，使石墨粉原料中的杂质充分气化，从而达到提纯石墨的目的。

技术领域

本实用新型涉及石墨提纯技术领域，具体是一种石墨高温提纯装置。

背景技术

石墨熔点为3652℃，是元素碳的一种同素异形体，每个碳原子周边连结着另外三个碳原子（排列方式呈蜂巢式的多个六边形）以共价键结合，构成共价分子。由于每个碳原子存在一个自由电子，能够在石墨分子网面自由移动，因此石墨属于导电体。高纯石墨是指含碳量大于99.9%的石墨，具有强度高、抗热震性好、耐高温、抗氧化、电阻系数小等优点，广泛应用于冶金、化工、航天、电子、机械、核能等工业领域。行业的不断发展对石墨纯度的要求越来越高，而高温提纯设备的研发是石墨研发的重要方向。

目前，石墨提纯的方法主要包括：浮选法、碱酸法、氢氟酸法、氯化焙烧法以及高温法。浮选法是石墨初步富集的常用方法，浮选得到的石墨精矿固定碳含量普遍低于97%，对石墨的纯度提升有上限，但是整个流程操作简单，工艺成熟，通常作为预处理对石墨原矿进行初步提纯。

碱酸法、氢氟酸法、氯化焙烧法均属于化学法提纯。碱酸法提纯石墨工艺复杂，能耗高，提纯效率低，设备腐蚀严重，对环境有一定影响。氢氟酸法提纯的石墨固定碳含量能够达到99.9%以上，虽然设备简单、操作简单、成本较低，但是氢氟酸腐蚀性强，对人体有一定危害，对环境存在较大污染，生产过程中须对安全与废水进行严格的监控。氯化焙烧法提纯石墨提纯效率和回收率高，但工艺条件不稳定、纯化成本较高、尾气难处理、容易造成空气污染严重等。此外，氯气有一定毒性、对设备腐蚀严重等缺点，可控性差，限制了氯化焙烧法的推广应用。

高温提纯即物理提纯，利用石墨耐高温的性质，将其置入电炉中，隔绝空气加热，使杂质挥发掉，从而提高精矿品位。高温提纯一般可获得99.9%的高纯石墨，但是这个纯度已经远远不能满足高尖行业的需求，急需提高工艺手段以获得更高纯度的石墨。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种石墨高温提纯装置，通过该提纯装置及相应的工艺方法能够获得99.99%以上纯度的石墨，能耗低、提纯效果好。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种石墨高温提纯装置，包括水平设置的加热炉，加热炉入口设有竖直的进料通道，进料通道底部设有朝向加热炉入口的石墨送料装置，加热炉出口连接有竖直的出料通道；所述加热炉的炉内底部敷设有石墨板，石墨板作为石墨粉原料在加热炉内的承载平台，石墨板的纯度为99.99%以上，加热炉的炉顶设有一组等离子体喷枪，等离子喷枪沿加热炉轴向间隔分布，等离子喷枪的喷嘴伸入加热炉内；加热炉入口侧的炉壁设有进气管，进气管的外端连接有惰性气体注入泵；所述出料通道的侧部分别设有出气管与抽真空管，出气管的内端与出料通道侧部相连通、出气管的外端连接有；抽真空管的内端与出料通道侧部相连通、抽真空管的外端连接有真空泵；出料通道底部由上至下依次设有冷却室与出料口。

进一步的，所述石墨送料装置包括水平设置的气缸，气缸的活塞杆连接有竖直的推板，气缸的活塞杆伸缩时，使推板往复式推进在石墨板上的石墨粉原料。

进一步的，所述加热炉包含壳体，壳体的内壁设有石墨毡内衬。

进一步的，所述冷却室包含内壳与外壳，内壳与外壳之间形成冷却腔，冷却腔内通入循环冷却水。