本發(fā)明涉及石墨提純，特別涉及一種立式石墨提純爐及石墨提純方法。

背景技術(shù)：

1、石墨提純是指對(duì)原始石墨材料進(jìn)行處理和處理，以去除其中的雜質(zhì)和不純物質(zhì)，從而提高石墨材料的純度和質(zhì)量，一般石墨提純工藝包括：

2、初步處理：首先，將原始石墨材料(如天然石墨)破碎和研磨成適當(dāng)?shù)念w粒大小，這有助于提高后續(xù)處理過(guò)程的效率。

3、酸洗：將研磨后的石墨顆粒浸泡在酸性溶液中，如濃硫酸(h2so4)，酸洗過(guò)程可以去除石墨表面的堿性氧化物、有機(jī)物和有機(jī)酸等雜質(zhì)。

4、堿洗：將經(jīng)過(guò)酸洗的石墨顆粒洗滌，并浸泡在堿性溶液中，如氫氧化鈉(naoh)溶液，堿洗可以去除酸洗過(guò)程中殘留下來(lái)的酸性雜質(zhì)和酸性含氧物質(zhì)。

5、熱處理：將堿洗過(guò)的石墨顆粒進(jìn)行高溫處理，這可以幫助去除殘存的有機(jī)物和雜質(zhì)，并進(jìn)一步提高石墨的純度，熱處理溫度和時(shí)間根據(jù)材料質(zhì)量要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。

6、精細(xì)處理：一些情況下，還可以進(jìn)行一些更精細(xì)的處理步驟來(lái)進(jìn)一步提純石墨材料，這可能包括物理處理、化學(xué)處理或其他特定處理方法，根據(jù)具體要求和應(yīng)用而定。

7、現(xiàn)階段，通常采用高溫?zé)崽幚韺?duì)石墨精細(xì)提純，去除石墨中的雜質(zhì)是對(duì)石墨處理提純的關(guān)鍵手段，目前技術(shù)中主要采用以下設(shè)備對(duì)石墨進(jìn)行提純：1、艾奇遜爐，艾奇遜爐的工作原理為在長(zhǎng)方形基坑內(nèi)將裝有待處理材料的石墨坩堝緊密排列，并在間隙內(nèi)填充導(dǎo)電保溫材料，由于成本管控、材料導(dǎo)電率及硬度等多種因素影響，通常采用焦炭作為間隙填充材料。焦炭雜質(zhì)較多，在加熱過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量雜質(zhì)氣體，不僅造成環(huán)境污染還會(huì)污染待處理材料。2、碳管爐，碳管爐長(zhǎng)度短的，長(zhǎng)度通常為5米，最長(zhǎng)不超過(guò)10米，腔體也是最小的，加熱腔體直徑通常不超過(guò)30厘米，由于直接對(duì)碳材料通電加熱，理論最高溫度可達(dá)3000℃，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程通常為≥2600℃，符合高純天然石墨的提純要求，因此工業(yè)上常用碳管爐進(jìn)行石墨提純，如專利cn110260657a便是現(xiàn)有技術(shù)中比較常見(jiàn)的一種石墨提純爐。

8、現(xiàn)有技術(shù)中在使用碳管爐進(jìn)行提純時(shí)主要有臥式碳管爐和立式碳管爐，臥式碳管爐在對(duì)石墨進(jìn)行加熱提純時(shí)一般需要搭配石墨圓舟進(jìn)行使用，增加裝舟、拆舟工序的人工成本以及石墨圓舟作為易損件的物料成本，同時(shí)石墨圓舟與原料石墨同步被加熱和冷卻，在爐體內(nèi)被無(wú)效加熱，浪費(fèi)能耗嚴(yán)重；另外臥式爐加熱管承重大大降低加熱管使用壽命，加熱管易結(jié)垢，不但阻礙推舟運(yùn)行，同時(shí)也會(huì)造成加熱管和舟的損耗；雜質(zhì)不易清除是專利cn110260657a類爐子的共同缺陷。

9、由于立式碳管爐具有較好的通過(guò)性能，能夠充分利用了反應(yīng)空間，不需要使用石墨圓舟，具有明顯的優(yōu)勢(shì)，如專利cn114514196a的立式碳管爐。該專利在使用的過(guò)程當(dāng)中主要存在的缺陷在于：由于物料上進(jìn)下出，物料在高溫管道中下行容易形成堆積，導(dǎo)致雜質(zhì)氣體無(wú)法有效排出，進(jìn)而引起雜質(zhì)去除障礙的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提出了一種立式石墨提純爐及石墨提純方法，解決了現(xiàn)有問(wèn)題中存在的立式碳管爐在對(duì)石墨進(jìn)行提純的時(shí)候無(wú)法有效排出雜質(zhì)氣體，從而影響石墨提純效果等技術(shù)問(wèn)題。

2、發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種立式石墨提純爐，包括進(jìn)料管、加熱管、筒體、保護(hù)套管、第一物料輸送機(jī)構(gòu)和排氣機(jī)構(gòu)，所述進(jìn)料管、加熱管、保護(hù)套管、筒體自內(nèi)而外依次套裝且彼此之間具有間隔，所述進(jìn)料管的下端與所述第一物料輸送機(jī)構(gòu)連接，所述進(jìn)料管的上端為排料口，且所述排料口的水平高度低于所述加熱管的頂部，且所述排料口與所述加熱管內(nèi)的頂部之間的空間作為排氣腔，所述排氣腔與所述排氣機(jī)構(gòu)連通。

3、進(jìn)一步地，所述立式石墨提純爐還包括冷卻管，所述冷卻管接通于所述加熱管的下端，所述進(jìn)料管穿過(guò)所述冷卻管的底端與所述第一物料輸送機(jī)構(gòu)連接，所述冷卻管的底部為出料口。

4、進(jìn)一步地，所述筒體的上下兩端各設(shè)有安裝口，所述安裝口內(nèi)設(shè)有錐套，且所述加熱管的上下兩個(gè)端部分別設(shè)于錐套內(nèi)，所述錐套和所述安裝口之間還設(shè)有密封隔熱套，上、下端的錐套外側(cè)還設(shè)有用于與所述加熱管供電的電源連接模塊，所述電源連接模塊表面設(shè)有絕緣層。

5、進(jìn)一步地，所述保護(hù)套管的上下兩端抵接于所述錐套上，且所述保護(hù)套管與所述錐套之間設(shè)有絕緣陶瓷。

6、進(jìn)一步地，所述保護(hù)套管與加熱管之間有空腔，所述空腔內(nèi)填充有惰性保護(hù)氣體；所述保護(hù)套管和所述筒體之間設(shè)有保溫腔，所述保溫腔內(nèi)填充有保溫材料，所述保護(hù)套管允許所述惰性保護(hù)氣體滲透。

7、進(jìn)一步地，所述筒體表面以及所述電源連接模塊表面還設(shè)有冷卻水套，所述冷卻水套內(nèi)部設(shè)有冷卻水循環(huán)通道，所述冷卻管外側(cè)設(shè)有冷卻水循環(huán)通道，所述冷卻管的下端還連通有過(guò)渡管，所述過(guò)渡管的下端連通集料槽，所述集料槽下端設(shè)有底座，所述過(guò)渡管上還設(shè)有閥門，所述過(guò)渡管與所述集料槽之間還設(shè)有第二物料輸送機(jī)構(gòu)，所述第二物料輸送機(jī)構(gòu)用于向下或水平向所述集料槽中輸送石墨。

8、進(jìn)一步地，所述排氣機(jī)構(gòu)包括抽氣管、抽氣裝置和疏通裝置，所述抽氣管的一端與所述排氣腔連通，另一端連通至所述筒體外側(cè)并與所述抽氣裝置和疏通裝置連接；且所述抽氣管道中有濾芯，所述濾芯用于吸附高溫?fù)]發(fā)出來(lái)的雜質(zhì)，所述濾芯為耐高溫材料。

9、進(jìn)一步地，所述第一物料輸送機(jī)構(gòu)包括給料通道、螺旋桿、第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及自動(dòng)給料槽，所述給料通道與所述進(jìn)料管下部連通，所述螺旋桿設(shè)于所述給料通道內(nèi)，所述第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)與所述螺旋桿傳動(dòng)連接，所述自動(dòng)給料槽用于向所述給料通道內(nèi)注入石墨。

10、進(jìn)一步地，所述自動(dòng)給料槽包括送料斗、進(jìn)料槽、中轉(zhuǎn)槽和輸料槽，所述送料斗的水平位置最低端與所述進(jìn)料管內(nèi)接通，所述輸料槽設(shè)于所述送料斗的水平位置最高端，所述中轉(zhuǎn)槽連接于所述輸料槽的上端，所述進(jìn)料槽連接于所述中轉(zhuǎn)槽的上端，所述中轉(zhuǎn)槽和輸料槽、中轉(zhuǎn)槽和進(jìn)料槽之間的連通通道上均設(shè)有開(kāi)關(guān)閥，所述中轉(zhuǎn)槽設(shè)有抽氣口和惰性氣體充氣口，且所述進(jìn)料槽和/或中轉(zhuǎn)槽和/或輸料槽內(nèi)側(cè)設(shè)有預(yù)熱線圈。

11、一種立式石墨提純爐的石墨提純方法，石墨提純方法包括：步驟s1，進(jìn)行物料預(yù)處理，在自動(dòng)給料槽中對(duì)待提純物料進(jìn)行抽真空后充入惰性氣體，將待提純物料中的空氣置換為惰性氣體，并對(duì)物料進(jìn)行預(yù)熱；步驟s2，向加熱管輸送待提純物料進(jìn)行高溫提純，待提純物料與經(jīng)高溫提純后的精細(xì)物料換熱，使待提純物料繼續(xù)預(yù)熱；步驟s3，經(jīng)加熱管高溫提純后獲得精細(xì)物料，加熱管輸出的精細(xì)物料與輸送至加熱管前的待提純物料換熱，對(duì)精細(xì)物料進(jìn)行物理降溫；步驟s4、收集冷卻后的精細(xì)物料

12、本發(fā)明的有益效果為：當(dāng)石墨材料在進(jìn)料管中(位于加熱管中部)以及石墨材料離開(kāi)進(jìn)料管進(jìn)入到加熱管與進(jìn)料管形成的環(huán)形空間的階段均處于高溫加熱提純階段，在加熱的過(guò)程中，高溫環(huán)境有助于將雜質(zhì)物質(zhì)揮發(fā)或轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)降解和分離，雜質(zhì)氣體被抽氣裝置排除，從而得到純度更高的石墨材料，進(jìn)料管的頂端與加熱管頂端之間的排氣腔有助于石墨蓬松，即石墨材料在從進(jìn)料管頂端的出口進(jìn)入到加熱管內(nèi)側(cè)環(huán)形空間的時(shí)候，由于空間突然變大而出現(xiàn)蓬松擴(kuò)散狀態(tài)，這樣則十分有利于氣體雜質(zhì)的揮發(fā)；經(jīng)過(guò)加熱提純后的石墨材料從加熱管內(nèi)側(cè)環(huán)形空間自上而下運(yùn)動(dòng)，石墨材料在離開(kāi)加熱管落入到冷卻管中則處于降溫冷卻，以便于對(duì)提純后的精細(xì)石墨材料進(jìn)行收集。