Способ извлечения углерода из углеродсодержащей породы Советский патент 1983 года по МПК C01B31/02 

(54) СПСЮОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ УГЛЕРОДА

ИЗ углЕРодеодЕРЖАШЕй nopoziu

1:;

Изюбретение относится к переработке :углероасоаё 1жа11шх порой для пспучения углероцного концентрата, применяющегося при изготовлении электродных и резинотехнических изделий, смазочных и консгрукционных материалов, адс.орбентов и т.д.J,

Известен способ извлечения угле рода (графика) из угяеродсодержашай (графитсодерисашей) пороаы, заключакшнй- ся в ее измельчении и нагревании до 22ОО250О С в электрической печи JYJ .

Недостаток способ - в больших затратах элекгрюэнергии и потерях , а также в трудности механизации процео- ,5 са.

Наиболее близким к предлагаемому является способ извлечения углерода из углероасодержашей породы, включающий измельчение углеродсодержашей (графит- 20 содержащей) породы и последовательные обработку в растворе гидроксида щелочного металла под давлением 30-40 атм, промывку горячей водой до нейтральной

.реакции, кипячение в ней, фильтрацию, .кипячение в 1О-аом растворе хлороводорода, повтощую промывку водой и сушку при llCPcts.

Однако данный способ мсякет быть сравнительно эффективно использсиван При переработке графитсодержашей породы с получением концентрата зольностью 2-в%. Применительно же к шунгиту, содержащему 25-4О мас.% углерода, этот способ позволяет получить концентрат только высоксЛ зольности (2 4-25%).

Целью изобретения является повыще- ние степени извлечения углерода из шунгита с содержанием углерода 25-4О мас.%.

Поставленная цель достигается тем, 4fо способ включает измельчение шунгига, нагревание его со скоростью ДОО, feOOi град/мин доЦОО-14ООС, вьще иску 1О-б6 мин, охлаждение (до 18-20 С) со скоростью 1ОО-ЗОО град/мин и последовательные обработку раствором гицро ксица щелочного металла паа давлением, .промывку водой, кипячение в растворе кислоты, повгорыую промывку воаой и сушку. Отличигельная особенноегь способа сосгоит в том, что перец обработкой pac вором гиароксиаа щелочного металла измельченный шунгит нагревают со скоростью 10О-50О град/мин цо 110О14ООС, В1 щерживают 10-60 мин иохлаж а&ют со скоростью 1ОО-ЗОО град/мин. Шунгиты представляют собс древние докембрнйские осадочные образования. Входящий в их состав углерод характеризуется аморфной структурой и неспособностью к графитации. Углерод равномерно распределен в объеме породы, образуя ее матрицу. Зопьный состав пород представлен силикатами, основным компонен - том которых является кварц. В подч шенном содержании присутствуют слюды, хлориты, плагиоклазы. В породах с содер жанием углерода 25-4О% с дикатные минералы второй непрерывный каркас (первый - углеродная матрица). Зерна силикатных минералов имеют диспе сность 0,2-5 мкм. В силу высокс дисперности силикатных минералов контактная поверхность их с углеродом сильно развита. При дроблении и даже тонком помоле значительная часть контактнсй поверхности оказывается не вскрытой, Шунгнт содержит, мас.%; С 2S-4O, 5iOa5O-6S; т;ра0.01-О,05; 2-8; FSp3 0, MgO О,2-0,8; СаО ОД-0,4; WOgP ОД-1,5;КзР - 1-2,5. Првплш енные режимы обработки указанкого шунгита позв оляют разрущить крис. талл1мескую структуру сложных силикатов, что делает их нестойкими по отноше нию к кислотам. При этом нагревание до температуры менее 110О®С со скоростью менее 10О град/мин, зыдержка в теченею мене 10 мин и охлаждение со скоростью мене 10О град/мин не позволяет в необходим степени разрушить эту структуру и в pe зультате степень извлечения будет недос таточной. Нагревание до температуры более и выдержка более 60 мин приводит к увеличению потерь углерода, а увеличение скорости нагрева более 5ОО град/мин и скорости охлаждения бо лее 300 град/мин не приводит к степени иавлечения, но технически может усложнить процесс. Пример. Шунгит, содвркаший . 40% мае. углерода и 60 мае.% золы следующего химического состава, мас.%: %iOa 86,01: Ti GO. О,ОЗ;-. 7,83, Fe.p 1Д7; MgO 1.00,QaO 0,33 Ma§ 0,3; Kgp 3,33- подвергают измельчбнию до фракции 1-3 мм. 1змельченную породу помещают в электропечь, нагревают до IIOOC со скоростью 1ОО град/мин, выдерживают при указанной температуре в течение 6О мин и охлаждают до 18РС со скоростью 10О град/мин. Термообработку ведут в восстановительной среде. После термообработки шунгит помещают в автоклав. Выщелачивание ведут 35%-4 ым раствором шдрооксида натрия (КоЮН) под давлением 35 атм в течение Ю ч при и . массовом соотнощенин твердой и жидкс фаз, равном 1:6. Затем промежуточный продукт, отфильтрованный и промытый горячей водой, подвергают обработке раствором НС1 в течение 1 ч при температуре кипения в пятикратном отношении к щунгиту. После очередной фильтрации и промывки продукт вновь подвергают автоклавной обработке с использованием шелочного раствора от первой автоклавной обрабогки по тем же режимам. После фильтрации и промывки . готовый продукт сущат при . Полученный углеродистый концентрат представляет собой крупку с пористостью 6О%. Содержание углерода в концентрате составляет 97%. Концентрат имеет зольность 3%. Химический состав золы, в мас.%: ог 38,66; T-i QI 6,67; At зо.о, 9.32; 8,33,СаО 0,67; Nap 5,35; к 1,0.. П р и м е р 2- . Шунгит, содержащий 30% мае. углерода и 70% мае. золы, следующего химического состава, мас.%: SiOi86,42; TiOi O,07V 8.43J 2,O; MgO 0,72; CaO O,64; . 0,43; K 1,29, подвергают дроблению до фракции 3-5 мин. Измельченную породу помещают в электрсгаечь, нагревают до 14ОО С со скоростью 5ОО град/мин, выдерживают при указанной температуре в 1О мин и охлаждают до 2О®С со скоростью ЗОО град/мин. Термообработку ведут в окислительной среде. Яосяе. После тер лообработки щунгит помещают в автоклав. Выщелачивание ведут 25%ным растворам НцОН в течение 5 ч при и масеовс 4 соотношении твердой и жидкой фаз, равном 1:5. Отфильтрованный в промытый горячей водой про. дукт подвергают обработке 5%-«ым раствором НС1 в течение 1 ч при температуре кипения в пятикратном огношеаия к шунгирту. После очередной фильтрации и промывки продукт вновь подвергают автоклавн