[发明专利]一种放电等离子体活化石墨提纯装置

说明书

本发明涉及一种放电等离子体活化石墨提纯装置，解决了石墨酸碱法提纯中酸碱和水用量大成本高的问题。该发明包括进料系统、等离子体活化系统、碱酸纯化系统和储罐；进料系统与等离子体活化系统相连，等离子体活化系统与碱酸纯化系统相连，储罐连接在碱酸纯化系统末端设备上；等离子体活化系统包括变频电机、螺旋进料器、高压电源、加热筒、加热电阻、接地电极筒、绝缘筒、内筒、第一出料阀、螺旋进料器进口、放电筒。该发明结构简单，特别是等离子体活化系统的设计，减少酸碱法提纯石墨的成本，降低酸、碱和水的用量，操作便捷，同常规的酸碱法提纯系统相比，具有节能性好，质量提升明显。

技术领域

本发明属于石墨技术领域，具体为一种放电等离子体活化石墨提纯装置。

背景技术

石墨材料作为一种工业原料，在一些特殊行业尤其是高科技领域有着举足轻重的地位，如光伏太阳能、核能原子能、汽车工业、航天技术等，但这些行业使用的必须是碳含量在 99.9%以上甚至需要 99.99%以上的高纯度石墨。一般石墨产品的纯度无法满足高纯石墨行业的要求，因而，高纯石墨材料的开发、生产已成为目前炭素行业发展的趋势，也是石墨材料向更宽、更深领域发展亟需解决的问题之一。如何开发出一种生产高纯石墨材料的优良工艺配方，已经成为近年来国内外相关材料开发者们研究的热点。

石墨提纯的方法有浮选提纯、酸碱法提纯、氢氟酸法提纯、氧化焙烧法提纯、高温提纯法等，其中酸碱法提纯具有一次性投资少、产品品位较高、工艺适应性强等优点，因此国内应用最广泛的是氢氧化钠高温熔融法，这种工艺虽然较先进，但也存在能耗消耗大，反应时间长、石墨流失量大、耗碱量大以及废水污染严重等问题。从酸碱法的设备上看，酸碱法的煅烧过程还容易发生因物料粘稠不易搅拌，造成搅拌不均匀、搅拌器损坏、纯度下降等问题。

高温法最大的优点是产品的含碳量极高，缺点是需要设计建造高温炉，设备昂贵，一次性投资多，能耗大，高额的电费增加了生产成本，在通用的行业领域内，不能满足行业对高纯石墨的需求，只能满足高精尖行业少量的需求，因此这就需要改进、提高工艺手段和设备以获得更高纯度的石墨。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足和缺陷，提供一种放电等离子体活化石墨提纯装置。

本发明通过如下技术方案解决技术问题。所述的一种放电等离子体活化石墨提纯装置，包括进料系统、等离子体活化系统、碱酸纯化系统和储罐。

进料系统与等离子体活化系统相连，等离子体活化系统与碱酸纯化系统相连，储罐连接在碱酸纯化系统末端设备上。

进料系统包括装料阀、进料仓，装料阀安装在进料仓上端。

等离子体活化系统包括变频电机、螺旋进料器、高压电源、加热筒、加热电阻、接地电极筒、绝缘筒、内筒、第一出料阀、螺旋进料器进口、放电筒。

螺旋进料器包括绝缘杆、连接环、高压环、导电杆、螺旋杆。螺旋进料器的绝缘杆和导电杆通过连接环固定连接，绝缘杆一端连接在变频电机上，通过变频电机的转动带动绝缘杆转动。导电杆为棒状金属杆，螺旋杆为螺旋状金属杆，导电杆与螺旋杆相连；高压环呈环状，套在导电杆上，并与导电杆活动连接，高压环与高压电源相连。

绝缘筒连接在进料仓的下端，绝缘筒不导电，在其一面设置螺旋进料器进口，另一面连接放电筒。放电筒为导电的金属圆筒，外面是环形的金属加热筒，套在放电筒外壁上，与放电筒有0.1-1mm的间隙，加热筒里面设置加热电阻；在放电筒壁上设置环形接地电极筒，接地电极筒直接接地；在放电筒内侧，设置圆形内筒；第一出料阀连接在放电筒下面。

进一步地，内筒为α-Al2O3或α-石英筒。

碱酸纯化系统包括碱溶罐、碱液入口、第二出料阀、第一水洗罐、第一水洗罐入口、第三出料阀、酸解罐、酸入口、第二水洗罐、第二水洗罐入口、卸料阀、储罐、第四出料阀。