RU2602124C1 - Способ очистки зольного графита - Google Patents
Способ очистки зольного графита Download PDFInfo
- Publication number
- RU2602124C1 RU2602124C1 RU2015135112/05A RU2015135112A RU2602124C1 RU 2602124 C1 RU2602124 C1 RU 2602124C1 RU 2015135112/05 A RU2015135112/05 A RU 2015135112/05A RU 2015135112 A RU2015135112 A RU 2015135112A RU 2602124 C1 RU2602124 C1 RU 2602124C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- graphite
- temperature
- solution
- mixture
- ammonium bifluoride
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/20—Graphite
- C01B32/21—After-treatment
- C01B32/215—Purification; Recovery or purification of graphite formed in iron making, e.g. kish graphite
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано при изготовлении конструкционных материалов для атомной энергетики, теплотехники, а также как исходное сырье для получения коллоидного графита, окиси графита и расширенного графита. Способ очистки зольного графита включает обработку графита водным раствором соли - бифторида аммония. После этого смесь нагревают до 190-200 °С со скоростью порядка 1°/мин, выдерживают до тех пор, пока бифторид аммония не прореагирует с основной частью примеси двуокиси кремния SiO2, присутствующей в графите, например 30 мин. Затем повышают температуру до 400 °С со скоростью ~2-5°/мин и выдерживают до прекращения возгонки кремнефторида аммония, образующегося при фторировании бифторидом аммония примеси двуокиси кремния, например 2 ч. Полученный продукт охлаждают до комнатной температуры и повторно обрабатывают бифторидом аммония. После этого смесь нагревают со скоростью порядка 2-5°/мин до 190-200 °С и выдерживают до разложения алюмосиликатов, присутствующих в графите, и оставшейся двуокиси кремния, например 2 ч. Затем графит охлаждают до комнатной температуры и выщелачивают при нагревании 10 % раствором соляной кислоты при Т:Ж=1:8 или 15 % раствором азотной кислоты при Т:Ж=1:5, промывают водой до нейтральной среды. Полученную смесь фильтруют, осадок промывают водой и высушивают. Чистота полученного графита 99,97-99,98 %. 5 з.п. ф-лы, 2 пр.
Description
Изобретение относится к технологии углеграфитовых материалов, в частности к получению малозольного графита, который может быть использован в качестве конструкционного материала в атомной энергетике, теплотехнике и т.д., а также как исходное сырье для получения коллоидного графита, окиси графита и расширенного графита.
Известен способ очистки графита с зольностью 3,26-4,3%, включающий обработку графита 10-20% раствором щелочи NaOH в автоклаве под давлением 12-15 атм, отмывку от щелочи до нейтральной реакции, обработку 6% раствором соляной кислоты при температуре 100-110°С при массовом соотношении графита и соляной кислоты, равном 1 к 4, промывку дистиллированной водой и сушку. В зависимости от требуемой чистоты и его первоначальной структуры производят одно-, двух- или трехкратную обработку. В результате получают графит с зольностью до 0,005%-0,026% [авт. свид. №195433, С01В 31/04, опубл. 04.05.1967 г., бюл. №10].
Известный способ требует сложного технического оборудования и высоких материальных затрат, он малопроизводителен и небезопасен.
Известен способ получения малозольного графита, включающий спекание порошка графитового флотоконцентрата с кальцинированной содой Na2CO3 при 900°С, промывку и фильтрацию продукта спекания водой при pH 7-8, обработку суспензии графита 5% серной кислотой H2SO4, магнитогидродинамическую обработку суспензии при напряженности магнитного поля 60-110 кА/м и скорости перемешивания суспензии 2-8 м/с с последующей дополнительной промывкой и фильтрацией при том же значении pH очищенного продукта и сушкой. В результате получают графит с зольностью 0,22-0,26% [авт. свид. №1599303, С01В 31/04, опубл. 15.10.1990, бюл. №38].
Недостатком способа является его высокая энергоемкость, связанная с необходимостью использования высокой температуры при спекании графитового флотоконцентрата с кальцинированной содой Na2CO3, и высокое содержание золы в конечном продукте.
Известен способ очистки природного графита [патент РФ №2141449, С01В 31/04, опубл. 20.11.1999, бюл. №32]. Природный графит смешивают с водным раствором щелочи, например, 40-50% раствором NaOH, затем спекают в печи при перемешивании в течение 3 ч при 350°С, после чего продукт помещают в пульсационную колонну. Снизу вверх подают разбавленную кислоту, например 5,0-7,5% HNO3, со скоростью 1,7-3,0 м/ч. Удельный расход кислоты 5 л/кг графита. Частота пульсаций 25-35 импульсов в минуту. По окончании кислотной промывки графит промывают водой в таком же пульсирующем режиме. Осадок отделяют на нутч-фильтре, сушат при 200°С. Зольность графита уменьшается с 7 до 0,04-0,48%.
Недостатком указанного способа является относительно высокая остаточная зольность.
В качестве прототипа выбран способ очистки зольного графита, включающий его обработку водным раствором углекислого натрия Na2CO3 при 900-950°С, последующее охлаждение спека, промывку его горячей водой, затем 5% раствором H2SO4, холодной водой и сушку очищенного графита. В результате получают графит со степенью очистки 99,6-99,9% [авт. свид. №168269, С01В 31/04, опубл. 18.11.1965 г., бюл. №4].
Недостатком прототипа является его высокая энергоемкость, связанная с необходимостью проведения процесса при температуре 900-950°С и приводящая к большим материальным затратам, а также недостаточно высокая степень очистки высокозольного графита.
Задачей данного изобретения является упрощение способа за счет снижения температуры процесса и повышение степени очистки графита.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе очистки зольного графита, включающем обработку графита водным раствором соли, термическую обработку полученной смеси, охлаждение, выщелачивание раствором кислоты, промывку водой, фильтрацию и сушку очищенного графита, в качестве водного раствора соли используют раствор бифторида аммония NH4HF2, а в качестве кислоты используют азотную или соляную, при этом обработку графита бифторидом аммония ведут в два этапа: после первой обработки смесь медленно нагревают до температуры 190-200°С и выдерживают при этой температуре до тех пор, пока бифторид аммония не прореагирует с основной частью примеси двуокиси кремния SiO2, присутствующей в графите, затем температуру повышают до 400°С и выдерживают образец при этой температуре до полного прекращения процесса возгонки кремнефторида аммония (NH4)2SiF6, который образуется при фторировании бифторидом аммония примеси SiO2, охлаждают полученный продукт до комнатной температуры и повторно обрабатывают бифторидом аммония, после чего смесь нагревают до 190-200°С и выдерживают при этой температуре до полного разложения примеси алюмосиликатов, присутствующей в графите, и оставшейся после обработки на первом этапе примеси двуокиси кремния SiO2, далее графит вновь охлаждают до комнатной температуры и выщелачивают при нагревании раствором соляной или азотной кислоты, полученную смесь фильтруют, осадок на фильтре промывают водой до нейтральной среды и высушивают. При этом графит выщелачивают 10% соляной кислотой при отношении Τ к Ж, равном 1 к 8, или 15% азотной кислотой при Τ к Ж, равном 1 к 5.
Процесс осуществляют следующим образом.
Зольный графит, полученный в результате флотации природного графита с зольностью 7%, перемешивают с раствором бифторида аммония NH4HF2 (раствор бифторида аммония позволяет равномерно покрыть частицы графита). Полученную густую массу (бифторид аммония и воду берут в таком количестве, чтобы при смешивании с графитом получить тестообразную массу) медленно нагревают до температуры 190-200°С и выдерживают при этой температуре до тех пор, пока бифторид аммония не прореагирует с основной частью примеси двуокиси кремния SiO2, присутствующей в графите. Затем повышают температуру до 400°С и выдерживают образец до полного прекращения процесса возгонки (при этих условиях возгоняется кремнефторид аммония (NH4)SiF6, который образуется при фторировании бифторидом аммония примеси SiO2). Полученный продукт охлаждают до комнатной температуры и повторно обрабатывают раствором бифторида аммония (бифторид аммония и воду также берут в таком количестве, чтобы при смешивании с графитом получить тестообразную массу). Полученную густую массу нагревают до температуры 190-200°С и выдерживают при этой температуре до полного разложения примеси алюмосиликатов, присутствующей в графите, и оставшейся после обработки на первом этапе примеси SiO2. Далее полученный продукт охлаждают до комнатной температуры, после чего выщелачивают при нагревании 10% раствором соляной кислоты при отношении Τ к Ж, равном 1 к 8, или 15% раствором азотной кислоты при Τ к Ж, равном 1 к 5. Затем смесь фильтруют, осадок на фильтре промывают водой до нейтральной среды и высушивают. Чистота полученного таким образом графита 99,97-99,98%.
При осуществлении процесса ниже 190°С (на обоих этапах обработки) он идет недостаточно интенсивно, что может привести к неполному фторированию примесей. При температуре выше 200°С часть бифторида аммония может возгоняться до вступления в реакцию взаимодействия с примесями (при быстром нагреве до 190-200°С также могут быть потери бифторида аммония). При температуре процесса менее 400°С возможно неполное удаление кремнефторида аммония в газовую фазу, а повышение температуры выше 400°С нецелесообразно, поскольку приводит к лишним затратам энергии.
Пример 1. Навеску 25 г зольного графита, полученного в результате флотации природного графита с зольностью 7%, перемешивают с 25 мл раствора, содержащего 5 г бифторида аммония. Полученную густую массу медленно нагревают до температуры 190-200°С (со скоростью ~1°/мин) и выдерживают в течение 30 мин, затем повышают температуру до 400°С (со скоростью ~2-5°/мин), при которой выдерживают образец в течение 2 часов; полученный продукт охлаждают до комнатной температуры и повторно обрабатывают 25 мл раствора, содержащего 1 г бифторида аммония. Далее полученную густую массу нагревают до температуры 190-200°С (со скоростью ~2-5°/мин) и выдерживают в течение 2 часов, после чего полученный продукт охлаждают до комнатной температуры и выщелачивают 10%-ным раствором соляной кислоты при отношении Τ к Ж, равном 1 к 8, в течение 1 часа при 70°С. Затем смесь фильтруют, осадок на фильтре промывают водой до нейтральной среды и высушивают. Чистота полученного таким образом графита 99,97%.
Пример 2. Навеску 25 г зольного графита, полученного в результате флотации природного графита с зольностью 7%, перемешивают с 25 мл раствора, содержащего 5 г бифторида аммония. Полученную густую массу нагревают до температуры 190-200°С (со скоростью ~1°/мин) и выдерживают в течение 30 мин, затем повышают температуру до 400°С (со скоростью ~2-5°/мин), при которой выдерживают образец в течение 2 часов; полученный продукт охлаждают до комнатной температуры и повторно обрабатывают 25 мл раствора, содержащего 1 г бифторида аммония. Далее полученную густую массу нагревают до температуры 190-200°С (со скоростью ~2-5°/мин) и выдерживают в течение 2 часов, после чего полученный продукт охлаждают до комнатной температуры и выщелачивают 15% раствором азотной кислоты при отношении Τ к Ж, равном 1 к 5, в течение 1 часа при 70°С. Затем смесь фильтруют, осадок на фильтре промывают водой до нейтральной среды и высушивают. Чистота полученного таким образом графита 99,98%.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет значительно сократить материальные затраты за счет снижения энергоемкости процесса, при этом чистота полученного графита составляет 99,97%-99,98%.
Claims (6)
1. Способ очистки зольного графита, включающий обработку графита водным раствором соли, термическую обработку полученной смеси, охлаждение, выщелачивание раствором кислоты, промывку водой, фильтрацию и сушку очищенного графита, отличающийся тем, что в качестве водного раствора соли используют раствор бифторида аммония, а в качестве кислоты используют соляную или азотную, при этом обработку графита бифторидом аммония ведут в два этапа: после первой обработки смесь медленно нагревают до температуры 190-200 °С со скоростью ~1°/мин и выдерживают при этой температуре до тех пор, пока бифторид аммония не прореагирует с основной частью примеси двуокиси кремния SiO2, присутствующей в графите, затем повышают температуру до 400 °С со скоростью ~2-5°/мин и выдерживают образец до полного прекращения процесса возгонки кремнефторида аммония, который образуется при фторировании бифторидом аммония примеси двуокиси кремния SiO2, охлаждают полученный продукт до комнатной температуры и повторно обрабатывают бифторидом аммония, после чего смесь нагревают со скоростью ~2-5°/мин до 190-200 °С и выдерживают при этой температуре до полного разложения примеси алюмосиликатов, присутствующей в графите, и оставшейся после обработки на первом этапе примеси двуокиси кремния SiO2, далее графит охлаждают до комнатной температуры и выщелачивают при нагревании раствором соляной или азотной кислоты, полученную смесь фильтруют, осадок промывают водой и высушивают.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что графит выщелачивают 10 % раствором соляной кислоты при отношении Т к Ж, равном 1 к 8, или 15 % раствором азотной кислоты при Т к Ж, равном 1 к 5.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осадок графита промывают водой до нейтральной среды.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после первой обработки и нагрева до температуры 190-200 °С смесь выдерживают при этой температуре в течение 30 мин.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после повышения температуры до 400 °С образец выдерживают при этой температуре в течение 2 ч.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после повторной обработки полученного продукта бифторидом аммония смесь нагревают до 190-200 °С и выдерживают при этой температуре в течение 2 ч.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015135112/05A RU2602124C1 (ru) | 2015-08-19 | 2015-08-19 | Способ очистки зольного графита |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015135112/05A RU2602124C1 (ru) | 2015-08-19 | 2015-08-19 | Способ очистки зольного графита |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2602124C1 true RU2602124C1 (ru) | 2016-11-10 |
Family
ID=57278009
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015135112/05A RU2602124C1 (ru) | 2015-08-19 | 2015-08-19 | Способ очистки зольного графита |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2602124C1 (ru) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111137883A (zh) * | 2020-01-09 | 2020-05-12 | 成都理工大学 | 一种天然石墨制备高纯石墨的方法 |
RU2740746C1 (ru) * | 2020-02-05 | 2021-01-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Способ очистки зольного графита (варианты) |
RU2755989C1 (ru) * | 2021-02-19 | 2021-09-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Дальневосточный графит" (ООО "Дальграфит") | Способ очистки зольного графита |
RU2777765C1 (ru) * | 2021-05-25 | 2022-08-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Способ очистки зольного графита |
CN114956071A (zh) * | 2022-07-12 | 2022-08-30 | 鞍山市五色石新材料科技有限公司 | 一种可循环利用氟元素的石墨矿提纯方法 |
CN115182154A (zh) * | 2022-07-22 | 2022-10-14 | 江苏米格新材料有限公司 | 一种超高纯粘胶基石墨毡及其制备方法和应用 |
CN116282001A (zh) * | 2023-03-22 | 2023-06-23 | 广西宸宇新材料有限公司 | 一种提质石墨及其制备和应用 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU316650A1 (ru) * | А. К. Ремесленников, А. М. Романюха, В. А. Ремесленникова | Способ получения графита высокой чистоты | ||
SU1599303A1 (ru) * | 1988-05-19 | 1990-10-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт нерудных строительных материалов и гидромеханизации | Способ получени малозольного графита |
RU2141449C1 (ru) * | 1998-04-15 | 1999-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ГраЭН" | Способ очистки природного графита |
-
2015
- 2015-08-19 RU RU2015135112/05A patent/RU2602124C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU316650A1 (ru) * | А. К. Ремесленников, А. М. Романюха, В. А. Ремесленникова | Способ получения графита высокой чистоты | ||
SU195433A1 (ru) * | В. А. Рыбалов | СПОСОБ ОЧИСТКИ зольного ГРАФИТА | ||
SU168269A1 (ru) * | 1963-02-04 | 1965-02-18 | П.А. Гладков | Способ очистки зольного графита |
SU1599303A1 (ru) * | 1988-05-19 | 1990-10-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт нерудных строительных материалов и гидромеханизации | Способ получени малозольного графита |
RU2141449C1 (ru) * | 1998-04-15 | 1999-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ГраЭН" | Способ очистки природного графита |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ФИАЛКОВ А.С. Углерод и межслоевые соединения на его основе. Москва, Аспект Пресс, 1997, с. 244-248. * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111137883A (zh) * | 2020-01-09 | 2020-05-12 | 成都理工大学 | 一种天然石墨制备高纯石墨的方法 |
RU2740746C1 (ru) * | 2020-02-05 | 2021-01-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Способ очистки зольного графита (варианты) |
RU2755989C1 (ru) * | 2021-02-19 | 2021-09-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Дальневосточный графит" (ООО "Дальграфит") | Способ очистки зольного графита |
RU2777765C1 (ru) * | 2021-05-25 | 2022-08-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Способ очистки зольного графита |
CN114956071A (zh) * | 2022-07-12 | 2022-08-30 | 鞍山市五色石新材料科技有限公司 | 一种可循环利用氟元素的石墨矿提纯方法 |
CN115182154A (zh) * | 2022-07-22 | 2022-10-14 | 江苏米格新材料有限公司 | 一种超高纯粘胶基石墨毡及其制备方法和应用 |
CN115182154B (zh) * | 2022-07-22 | 2024-01-26 | 江苏米格新材料股份有限公司 | 一种超高纯粘胶基石墨毡及其制备方法和应用 |
CN116282001A (zh) * | 2023-03-22 | 2023-06-23 | 广西宸宇新材料有限公司 | 一种提质石墨及其制备和应用 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2602124C1 (ru) | Способ очистки зольного графита | |
AU2012395690B2 (en) | Method for preparing soda-lime-silica glass basic formula and method for extracting aluminum from fly ash for co-production of glass | |
CN101993087A (zh) | 一种粉煤灰制取水玻璃的方法 | |
CN104843712B (zh) | 一种工业氟硅酸的提纯并联产白炭黑的方法 | |
CN111186852B (zh) | 利用副产氟硅酸提纯石英物料及制备氟化铝和高***炭黑的工艺 | |
NO750859L (ru) | ||
CN103112873B (zh) | 一种用氟硅酸钾制备高纯氟化钾联产白炭黑的方法 | |
NO154877B (no) | Fremgangsmaate til opparbeidelse av oppslutningsresiduer fra titandiosydfremstilling. | |
CN101967003A (zh) | 一种利用有机氟化反应废料制备氟化钡的方法 | |
US3389005A (en) | Process for the decomposition of zircon sand | |
RU2755989C1 (ru) | Способ очистки зольного графита | |
RU2740995C1 (ru) | Способ получения микрокремнезема из природного диатомита осаждением раствора азотной кислоты | |
RU2740746C1 (ru) | Способ очистки зольного графита (варианты) | |
CN110255570B (zh) | 一种高纯合成石英砂的制备方法 | |
JPS62288110A (ja) | モミガラから高純度シリカを製造する方法 | |
RU2333891C2 (ru) | Способ разложения бериллиевых концентратов | |
RU2777765C1 (ru) | Способ очистки зольного графита | |
US2653855A (en) | Production of alkali metal fluotitanates and fluozirconates | |
RU2623978C1 (ru) | Способ извлечения циркония из кислых водных растворов | |
CN105110380B (zh) | 一种利用含钙镁氯化亚铁溶液制备颜料级Fe2O3的方法 | |
WO1986004614A1 (en) | Process for the production of high purity zirconia | |
CN110423222A (zh) | 一种4,5-二氨基-1-(2-羟乙基)吡唑硫酸盐的制备方法 | |
KR20190047026A (ko) | 산업적 옥살산 제일철로부터 옥살산의 회수 | |
US3199948A (en) | Processing of kainitic minerals | |
CN107324328A (zh) | 一种微晶石墨新型提纯方法 |