专利名称：由工业煤沥青制备高纯煤沥青的方法
技术领域：
本发明涉及一种由工业用煤浙青制备高纯度煤浙青的湿法冶金方法。
背景技术：
工业用的煤浙青，其中主成份碳含量<85%，且主要杂质锌、铝、钛、铁等含量高，不能满足制备高纯石墨的原料要求。目前，对于工业用煤浙青基本不作提纯除杂措施就直接应用于工业，或者对相对要求高的工艺，只对煤浙青做简单的物理性脱除机械杂质的处理， 其中的化学杂质基本没有得到脱除，达不到制备高纯石墨的原料要求。这对于制取高纯石墨的工艺中，要求Zn的含量<0. 0005%, Al的含量<0. 0002%,Fe的含量<0. 0002%,Ti的含量 <0. 0001%,总灰份的含量小于0. 0008%有较大差距。
发明内容
本发明提出一种由工业煤浙青制备高纯煤浙青的方法，解决了传统工业煤浙青物理性提纯方法的不足，本方法有效脱除了工业煤浙青中锌、铝、钛、铁等杂质，使其中的总灰份<0. 0008%,且杂质的含量小于0. 0005%。本发明通过如下的步骤实现(1)将工业煤浙青经0 15°C低温破碎、湿磨后进行液固分离获得<100um粒度的煤浙青，液相溶液返回低温湿磨工序；煤浙青物料与体积浓度为40 70%的四氯化碳按重量比例为3 15 :1 10加入反应器中进行第一段调浆溶出工序，控制温度20 70°C，搅拌反应4 10h，在反应过程中，煤浙青分子进入到有机溶剂四氯化碳中，而无机杂质则不进入有机溶剂，留在固体相中，从而实现了煤浙青分子与无机杂质的分离。反应结束后进行第二次液固分离，液相溶液为煤浙青的浸出相，进入第一段蒸馏工序。第一阶段浸出获得了 40 50%的浸出率，这与煤浙青分子在四氯化碳中的溶解度有关，而固相未溶煤浙青有待进一步处理；(2)第一段调浆溶出产生的煤浙青的有机液相溶液进入第一段蒸馏反应工序中，控制温度80 110°C，反应器内压力<0. 2MPa,蒸馏反应时间为2 5h，直至冷凝接收器中不再有四氯化碳蒸馏出为止。获得的蒸馏固相煤浙青进入第二段蒸馏工序中，控制温度150 250°C，反应器内压力<0. 2MPa,蒸馏反应时间为1 5h。二次蒸馏后，有效分离了固相煤浙青中残余的四氯化碳，获得了主品位99. 999%的高纯煤浙青，其中的总灰份<0. 0008%, Zn含量<0. 0005%, Al含量<0. 0002%、Fe含量<0. 0002%、 Ti含量<0. 0001%。而第一段蒸馏反应获得的液相则为四氯化碳，再次返回进入第一段调浆溶出工序流程，实现四氯化碳在工艺中的循环利用。(3)第一段调浆溶出工序获得的固相未溶煤浙青与体积浓度为80 90%的四氯化碳按重量比例为3 10 :1 8进行第二段调浆溶出，控制温度20 70°C，搅拌反应4 10h，再进行液固分离，获得的液相按体积浓度为 50 70%配比后返回第一段调浆溶出工序中，第二段浸出率为15 20%，而固相未溶煤浙青则进入焦化处理工序得到焦炭，作为燃料。本发明提供的方法流程短、过程简单、可靠易行、容易实现工业化生产，四氯化碳经蒸馏后与煤浙青分离、回收率高，煤浙青杂质脱除率高，并可实现四氯化碳的循环再利用、降低了生产成本、环境友好。本发明获得的高纯煤浙青，其中杂质ai、Al、Ti、i^e被有效除去，达到<0. 0005%。工艺过程形成闭路循环体系，对环境不构成污染。
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施例方式实施例1、工业用煤浙青Si的含量4. 2%，Al的含量1. 25%，Ti的含量0. 95%，Fe 的含量1. 35%，总灰份为6. 10%。此煤浙青先经低温破碎、湿磨，进行液固分离后获得粒度 <IOOum的备料。将获得的粒度达<100um的煤浙青备料与50%的四氯化碳一起调浆，加入容积为3 升的反应器中，温度20 25°C，进行他反应，此为第一段调浆溶出。待反应时间到后，进行液固分离，获得溶出后的固相煤浙青及含煤浙青分子的有机液相溶液。将获得的有机液相溶液装入蒸馏器中进入第一段蒸馏工序。升温加热，温度80 85°C，反应压力<0.2Mpa下进行证反应时间后，此时不再有四氯化碳蒸汽出来，放出蒸馏后的固相煤浙青。将蒸馏后的固相煤浙青装入高温反应器中，进入第二段蒸馏工序控制温度150 155°C，高温脱去残余的四氯化碳，反应压力<0. 2Mpa下反应池后，即可获得有效脱去杂质Zn、Al、Fe、Ti高纯煤浙青，而液相四氯化碳则按体积浓度为50 70%的配比后返回第一段调浆溶出工序。第一段调浆溶出工序浸出的固相煤浙青与体积浓度为80%四氯化碳进入第二段调浆溶出工序，进行反应，其比例为3 10 :1 8，控制温度20 70°C，搅拌反应8h，再进行液固分离，获得的液相溶液按体积浓度为50 70%配比后返回第一段调浆溶出工序中， 此段浸出率为15 20%，而固相煤浙青则进入焦化处理工艺得到焦炭，作为燃料返回系统使用。获得的高纯煤浙青，其中Si的含量<0. 0005%、Al的含量<0. 0002%、Fe的含量 <0. 0002%、Ti 的含量 <0. 0001%,总灰份 0. 00076%。实施例2、工业用煤浙青Si的含量3. 2%, Al的含量1. 45%, Ti的含量0. 75%, Fe的含量1. 63%，总灰份为6. 50%。此煤浙青先经低温破碎、湿磨，进行液固分离获得粒度<100um 的备料。将获得的粒度<100um的煤浙青备料与60%的四氯化碳一起调浆，此为第一段调浆溶出加入容积为3升的反应器中，温度30 35°C，进行反应几，待反应时间到后，进行液固分离，获得溶出后的固相煤浙青及含煤浙青分子的有机液相溶液，将获得的有机液相装入蒸馏器中，进入第一段蒸馏工序。升温加热，温度90 95°C，反应压力<0. 2Mpa下进行反应4h，此时不再有四氯化碳蒸汽出来，放出蒸馏后的固相。将蒸馏后的固相装入高温反应器中，进入第二段蒸馏工序。控制温度160 165°C，高温脱去残余的四氯化碳，反应压力 <0. 2Mpa下反应1. 后，即可获得有效脱去杂质Zn、Al、狗、Ti高纯煤浙青，而液相四氯化碳则按体积浓度为50 70%的配比后返回第一段调浆溶出工序。第一段调浆溶出工序浸出的固相煤浙青与体积浓度85%的四氯化碳进入第二段调浆溶出工序进行反应。其比例为3 10:1 8，控制温度30 35°C，搅拌反应7h，再进行液固分离，获得的液相按体积浓度为50 70%配比后返回第一段调浆溶出工序中，此段浸出率为15 20%，而固相煤浙青则进入焦化处理工艺得到焦炭，作为燃料。
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获得的高纯煤浙青，其中Zn的含量<0. 0002%、Al的含量<0. 0002%、Fe的含量 <0. 0002%、Ti 的含量 <0. 0001%,总灰份 0. 00065%。实施例3、工业用煤浙青Zn的含量2. 8%, Al的含量1. 04%, Ti的含量0. 75%, Fe的含量1. 65%，总灰份为6. 10%。此煤浙青先经低温破碎、湿磨，液固分离后获得粒度达<100um 的备料。将获得的粒度达<100um的煤浙青备料与70%的四氯化碳一起调浆，加入容积为3 升的反应器中，此为第一段调浆溶出工序。温度40 45°C，进行5h反应，待反应时间到后，进行液固分离，获得浸出后的固相煤浙青及含煤浙青分子的有机液相溶液。将获得的有机液相装入蒸馏器中，进入第一段蒸馏工序。升温加热，温度100 105°C，反应压力 <0. 2Mpa下反应时间3h，此时不再有四氯化碳蒸汽出来，放出蒸馏后的固相。将蒸馏后的固相装入高温反应器中，进入第二段蒸馏工序。控制温度200 210°C，高温脱去残余的四氯化碳，反应压力<0. 2Mpa下反应3h后，即可获得有效脱去杂质Zn、Al、Fe、Ti高纯煤浙青， 而液相四氯化碳则按体积浓度为50 70%的配比后返回第一段调浆溶出工序。第一段调浆溶出工序浸出的固相煤浙青与体积浓度90%的四氯化碳进入第二段调浆溶出工序进行反应。其比例为3 10 :1 8，控制温度40 45°C，搅拌反应4h，再进行液固分离，获得的液相按体积浓度为50 70%配比后返回第一段调浆溶出工序，此段浸出率为15 20%，而固相煤浙青则进入焦化处理工艺得到焦炭，作为燃料。获得的高纯煤浙青，其中Zn的含量<0. 0002%、Al的含量<0. 0002%、Fe的含量 <0. 0002%、Ti 的含量 <0. 0001%,总灰份 0. 00056%。
权利要求
1.由工业煤浙青制备高纯煤浙青的工艺，其特征在于步骤如下(1)、将工业煤浙青经低温破碎、湿磨后进行液固分离获得粒度<100um的煤浙青，液相溶液返回低温湿磨工序；(2)、粒度<100um的煤浙青与体积浓度为40 70%的四氯化碳按重量比例为3 15 1 10进行第一段调浆溶出反应，控制温度20 70°C，搅拌反应4 10h，反应结束后液固分离，获得固相未溶煤浙青和浸出液相溶液；(3)、步骤(2)的浸出液相溶液进入第一段蒸馏工序，控制温度80 110°C，反应压力 <0. 2Mpa，蒸馏反应时间为2 5h，直至冷凝接收器中不再有四氯化碳蒸馏出为止，获得的蒸馏后固相煤浙青进入第二段蒸馏工序，控制温度150 250°C，反应压力<0. 2MPa,蒸馏反应1 证后获得高纯煤浙青。
2.根据权利要求1所述的工业煤浙青制备高纯煤浙青的工艺，其特征在于所说低温破碎、湿磨工序在0 15°C下进行。
3.根据权利要求1所述的工业煤浙青制备高纯煤浙青的工艺，其特征在于所述步骤 (2)的固相未溶煤浙青与体积浓度为80 90%的四氯化碳按重量比例为3 10 :1 8进行第二段调浆溶出反应，控制温度20 70°C，搅拌反应4 10h，反应结束后进行液固分离，获得的液相溶液返回第一段调浆溶出工序中，固相未溶煤浙青经过焦化处理工序得到焦炭。
4.根据权利要求1所述的工业煤浙青制备高纯煤浙青的工艺，其特征在于所述第二段蒸馏工序后获得的高纯煤浙青按重量计主品位99. 999%，总灰份<0. 0008%。
5.根据权利要求1所述的工业煤浙青制备高纯煤浙青的工艺，其特征在于所述获得的高纯煤浙青中Si的含量按重量计<0. 0005%。
6.根据权利要求1所述的工业煤浙青制备高纯煤浙青的工艺，其特征在于所述获得的高纯煤浙青中Al的含量按重量计<0. 0002%。
7.根据权利要求1所述的工业煤浙青制备高纯煤浙青的工艺，其特征在于所述获得的高纯煤浙青中狗的含量按重量计<0. 0002%。
8.根据权利要求1所述的工业煤浙青制备高纯煤浙青的工艺，其特征在于所述获得的高纯煤浙青中Ti的含量按重量计<0. 0001%。
9.根据权利要求1所述的工业煤浙青制备高纯煤浙青的工艺，其特征在于所述第一段蒸馏工序获得的四氯化碳返回第一段调浆溶出工序，实现四氯化碳在工艺中的循环利用，工艺过程为封闭体系，不污染环境。
全文摘要
一种由工业煤沥青制备高纯煤沥青的方法，将工业煤沥青经0～15℃低温破碎、湿磨后进行液固分离获得<100μm粒度的煤沥青，粒度<100μm的煤沥青与体积浓度为40～70%的四氯化碳进行反应，反应结束后液固分离，液相溶液进入第一蒸馏工序，直至冷凝接收器中不再有四氯化碳蒸馏出为止，获得的蒸馏后固相煤沥青进入第二段蒸馏工序，蒸馏反应后获得高纯煤沥青，其中的总灰份<0.0008%，且杂质的含量小于0.0005%；本发明解决了传统工业煤沥青物理性提纯方法的不足，有效脱除了工业煤沥青中锌、铝、钛、铁等杂质。
文档编号C10B55/02GK102226093SQ20111014548
公开日2011年10月26日 申请日期2011年6月1日 优先权日2011年6月1日
发明者于站良, 刁薇芝, 和晓才, 徐庆鑫, 李怀仁, 李晓阳, 杨大锦, 瞿中标, 臧健, 谢刚, 阎江峰, 陈家希 申请人:昆明冶金研究院