[发明专利]一种等离子体注入式高纯石墨提纯装置

说明书

本发明涉及一种等离子体注入式高纯石墨提纯装置，用于石墨提纯技术领域。包括气瓶、等离子体发生器、石墨反应罐、离心分离机、杂质罐、组合剂溶解罐、石墨前驱体罐、石墨储罐、石墨料斗、第一进料阀、输料泵进料阀，其中等离子体发生器包括进气口、出气口、接地装置，石墨反应罐包括加热管、气体分布器、溶剂入口、搅拌器、底板，气体分布器为U型管，包括横管、两根竖管、气口、气孔，气口在横管上。该发明针对等离子体石墨提纯中存在的问题，利用等离子体技术进行石墨提纯的工艺，易于操作，设备简单，容易制造，成本低，降低成本，保护环境，使等离子体法制备的高纯石墨产品质量好、生产能耗有效降低。

技术领域

本发明属于石墨提纯技术领域，具体为一种等离子体注入式高纯石墨提纯装置。

背景技术

石墨资源在我国的资源中，产量和储量均具有十分重要的地位，作为工业原料，具有十分重要的应用。在应用中，由于其在石墨矿中含量低，杂质含量高，严重影响了其在各种行业中的应用。为此，人们将经过浮选后的石墨原料进行人工提纯，出现了物理法和化学法提纯技术。

两类方法从设备和原料、试剂角度看，各有优势，从得到的石墨品位来看，物理法中的高温法可以得到更高的固定碳含量的石墨。但是其制备装置由于工艺的需要，需隔绝空气，要耐受2600℃以上的高温，在提纯过程中产生大量的杂质挥发物，对设备炉膛的抗污染能力要求高，而且目前应用艾奇逊炉的生产工艺，都是间歇式生产，很难实现连续化作业。

气体放电等离子体可以实现化学变化并且产生高温气氛，利用电弧等离子体的这一性质，人们将其利用到石墨提纯技术领域中，但是设备复杂，成本高，很难工业化生产。实际上气体放电等离子体有很多放电模式，不同放电模式产生的高能粒子不同，具有的化学活性也不一样。

介质阻挡放电等离子体具有可以在大气压下放电的优势，设备制造简单，易于操作，但是产生的粒子化学效能小于辉光放电，尤其在大尺度放电的过程中，对放电结构、激励电源等都提出了很高的要求。人们将这种介质阻挡放电等离子体应用到石墨提纯的技术领域中，选择多针-板式放电结构，采用分区激励法可以产生大尺度的规模效应，产生微流注携辉光放电等离子体模式，但是气体放电间隙越小，产生的活性粒子能量和浓度越高，越具有应用的优势，窄的放电间隙极大地限制了处理固体物料的能力。而石墨在常温下就是固体原料，因此处理物料量有限，很难将其应用到工业上，很难改善物理法石墨提纯存在的问题。

因此，针对等离子体在石墨提纯技术领域中的应用问题，研究一种易于制造，在石墨提纯技术领域中提纯效果好、成本低的等离子体注入式石墨提纯装置，解决现有技术问题具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足和缺陷，提供一种等离子体注入式高纯石墨提纯装置。

本发明通过如下技术方案解决技术问题。所述的一种等离子体注入式高纯石墨提纯装置，包括：气瓶、等离子体发生器、石墨反应罐、离心分离机、杂质罐、组合剂溶解罐、石墨前驱体罐、石墨储罐、石墨料斗、第一进料阀、输料泵、第二进料阀、第三进料阀、第四进料阀、第五进料阀、第六进料阀。

等离子体发生器包括进气口、出气口、接地装置。

石墨反应罐包括加热管、气体分布器、溶剂入口、搅拌器、底板；

气体分布器为U型管，包括横管、两根竖管、气口、气孔，气口在横管上，通过第六进料阀与等离子体发生器的出气口相连，在竖管上布满交错的气孔；

为了使等离子体与石墨充分接触，气体分布器根据石墨反应罐、等离子体发生器处理物料量的多少，可以设置多个，由此设计气体分布器的另一种结构是，气体分布器的个数≥1，这些U型管的横管交叉连接在一起，交叉点连接处为气口，从同一个气口进来的气体到达不同的U型管的竖管，从竖管的气孔进入石墨反应罐中；