专利名称：可膨胀石墨制造方法及其装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及可膨胀石墨的制造方法及其装置。
天然石墨为碳原子六角网状平面重叠结构。用人工方法在石墨层间加入异类分子，使之与碳原子结合形成化合物，即成为可膨胀石墨。可膨胀石墨经高温处理，其层间化合物即迅速分解出气体，沿石墨晶片C轴方向上膨胀而成为蠕虫状石墨，进而可加工成各种密封元件或用于其它领域。
可膨胀石墨的制造方法，迄今为止有化学法和电化学法。化学法是采用浓硫酸、浓硝酸等强氧化剂与石墨一起浸泡，然后经水洗、脱水、干燥而成。因存在操作条件差、污染严重和质量不易控制等缺点，已开始被电化学法所取代。
电化学法的基本原理是在盛有电化学溶液的槽内装入电极板，待处理的石墨放入电极中间，两个电极通电，对石墨进行氧化处理。再经水洗、干燥，得到可膨胀石墨。
目前，已有日本、美国等国家和我国的一些科研单位对电化学法进行了研究，有些已用于生产。
在这些装置中，普遍存在以下缺点1、装置较小，一般为一台直流电源控制一个或一组反应槽，且单槽产量低，产量稍大时即需要设置多台生产装置。由于装置的限制，反应是逐槽进行的。即在每一个反应槽内加入石墨原料和电化学溶液，安装好极板及连线，通电。处理一定时间后断电，取出极板，再取出石墨，经水洗、干燥得到可膨胀石墨，然后冲洗反应槽，准备下一个生产过程。显然工艺复杂，不能形成连续生产，生产效率低。同时在各反应槽之间，原料及溶液的加入量及其比例，电化学溶液的成分、浓度、反应过程中的温度，以及电流、电压等均有差异，使产品质量难以控制。
2、溶液处于静止状态，槽内各个部分的溶液成分、浓度、温度也存在差异，有时甚至出现局部高温现象。影响产品质量。
3、因为装置较小，难以形成较大范围的均匀电化学场，因此对槽内不同位置的石墨粒子的层间化合物的插入量不同，故产物的性能不同，影响产品质量。
4、为克服2、3条的缺点，有些装置加了搅拌机构，这又使装置复杂化。
5、有些装置的一个极板或多个极板插入原料中，极板反复拆、装，不仅麻烦，而且极板容易钝化。影响产品质量。
本发明的目的在于提供一种可膨胀石墨的制造方法及其装置，使生产过程形成连续化生产，提高生产效率，同时提高产品质量。
为此，本发明针对现有生产装置的缺点采取了以下方法1、加大反应槽的长度，同时也加大了极板的长度，从而在两块极板间可以放入较多(至少三个以上)的料箱，每一个料箱即为一个反应单元。可以在不断电的情况下取出处理完毕的料箱和放入新的料箱，形成连续生产。极板固定安装在反应槽的两侧，不再插入原料中，避免了反复拆、装，简化了工艺。极板面积增大，可以形成较大范围的均匀电化学场，有利于提高产品质量。
2、对电化学溶液进行集中处理，并使其处于流动状态。为此设置了集液池、进液池、泵、过滤器、调温装置等及相应管路，在进液池内对溶液进行调配、补充，并不断地向反应槽内供应充足的溶液，可以使反应槽内溶液的成分、浓度、温度等参数保持稳定、均匀，有利于提高产品质量。
3、由于上述1、2条的措施，使多个分散的生产装置组合成大的生产装置，从而可以采用大的直流电源，使电参数易于监控。
为实现以上方法，本发明设计了以下的生产装置装置的外围是一个长方形的反应槽，槽的长度应保证在极板之间能够装入三个以上的料箱，实际应用中料箱的数量可以在10个以上。槽内装入电化学溶液。槽的两端分别设置一个容积较大的集液池和进液池，进行溶液的调配、补充、控制与过滤，两池均和反应槽相通。通过一个泵把溶液从集液池抽到进液池中进行循环。进液池中安装了调温装置，调温装置可以采蛇形管，通入冷、热水可以进行降、升温。槽的两侧靠近槽壁的位置上各装入一块极板，极板为长方形，上部折边用螺钉压紧在铜排上，铜排再通过导线和直流电源相连。料箱用可透过溶液的非导电材料制成，装入待处理的石墨。料箱放在两块极板之间，并使石墨完全浸入溶液中。
下面结合附图作进一步说明附
图1为可膨胀石墨制造装置的俯视图，附图2为A-A剖面的剖视图。
该装置包括溶液输送管(1)，泵(2)，过滤器(3)，直流电源(4)，导线(5)，集液池(6)，反应槽(7)，铜排(8)，料箱(9)，石墨(10)，极板(11)，进液池(12)、调温装置(13)等部分。
泵(2)通过溶液输送管(1)把电化学溶液由集液池输送至进液池，同时由过滤器(3)滤除其中的杂质。直流电源(4)通过导线(5)和铜排(8)连接，铜排(8)和极板(11)用反应槽(11)上的预埋螺钉连接在一起并固定在反应槽上。铜排的长度应可以保证向极板的整个长度上均衡地供电。反应槽(7)为长方形，其长度应保证在极板(11)之间能够放入三个以上的料箱，槽的两边设有预埋螺钉，用以固定极板和铜排。极板(11)用不锈钢制成，浸入溶液的部分为长方形，上部折边用于安装，两块极板平行放置。集液池(6)、进液池(12)设在反应槽的两端并与反应槽相通，并在进液池中对溶液的浓度、成份进行调配、补充。调温装置(13)安装在进液池中，采用蛇形管换热器，用三通使其分别与冷热水管相通。料箱(9)用可透过溶液的非导电材料制造，下部为箱形以盛放石墨，上部有沿可以放在极板的折边上，装入待处理的原料石墨(10)，放入反应槽内，使石墨完全浸入溶液中，并处于极板之间的均匀电化学场中。通电处理一定的时间后，依放入的先后顺序取出，经水洗、干燥即得到可膨胀石墨，同时在原位置上再放入装好原料的料箱。这样，每隔一段时间即有一箱的石墨处理完毕，取出。
为生产的方便和保持各项反应参数的一致，应使每次进、出料之间的时间间隔接近一致。
利用以上装置，使可膨胀石墨的生产由单个分散的装置变为大的生产装置，由原来的逐槽生产变为连续生产。同时对溶液集中处理并使其循环流动，提高了溶液成分、浓度、温度等参数的稳定性和均匀性。用大功率的直流电源持续地为反应槽供电，比多个分散的电源易于监控。极板面积增大，形成了大面积的均匀电化学场。极板采用固定安装的形式，也避免了反复拆、装的麻烦。从而不仅提高了生产效率，也提高了产品质量。
本装置也可在一个较宽的槽内安装多于两排的极板，使结构更加紧凑。
本发明的试验装置采用了0.5×3米(浸入溶液的尺寸)的两块极板，极板用不锈钢制成，极板间距离为8cm，反应槽内加入浓硫酸，放入5个7×45cm的料箱，料箱内装入599天然磷片石墨，电流密度为25mA/cm2，用酸泵使溶液流动，控制反应温度在45℃左右。处理4小时，可膨胀容积为190cm3/g，各项指标达到了GB10698-89标准。
本装置在料箱取放时，极间电压与电流均有少量波动，但对产品质量无不良影响。
权利要求
1.一种可膨胀石墨的制造方法及其装置，主要由直流电源及其连线、电化学反应槽、电极板、料箱及泵组成，槽中装有电化学溶液，两侧装有电极板，中间放入装有原料的料箱，其特征在于反应槽中电极板的长度方向上可以放入三个以上的料箱；料箱在不断电的情况下循环进、出料；槽的两端设有进液池、集液池，对电化学溶液进行集中处理，泵使电解液在反应槽内处于流动状态；极板固定安装于反应槽两侧，不插入石墨中。
2.一种根据权利要求所述的制造方法及其装置，其特征在于反应槽内安装了换热器。
3.一种根据权利要求1所述的制造方法及其装置，其特征在于控制反应温度在15～80℃之间。
全文摘要
本发明提供了可膨胀石墨的制造方法及其装置，该装置主要由直流电源、电化学反应槽及极板、料箱、泵等部分组成。槽内加入电化学反应液，极板固定安装在槽的两侧，料箱放入极板中间。对极板通直流电，对料箱内的石墨进行氧化。一个反应槽内装有多个料箱，由较大功率的直流电源集中供电，这些料箱在不断电的情况下循环进、出料。泵使溶液在槽内循环流动，从而使本装置的各项电、液参数易于控制且稳定，提高了产品的质量，取放料箱在不断电的情况下依次进行，实现了连续化生产，提高了生产效率。
文档编号C25B1/00GK1097225SQ9310470
公开日1995年1月11日 申请日期1993年4月26日 优先权日1993年4月26日
发明者马志军 申请人:石家庄长城新技术公司