[发明专利]通过与疏水性磁性颗粒的附聚精选石墨颗粒

说明书

本发明涉及一种精选石墨颗粒的方法，其包括：a)提供含有石墨颗粒和不希望材料的原料，b)将疏水性磁性颗粒加入原料中，这得到包含磁性颗粒和石墨颗粒的附聚物的负载的原料中，以及c)通过磁场将附聚物由负载的原料分离，这得到分离的附聚物。

本发明涉及一种精选(concentrating)石墨颗粒的方法，该方法包括：提供含有石墨颗粒和不希望材料的原料；将疏水性磁性颗粒加入原料，这得到包含磁性颗粒和石墨颗粒的附聚物的负载的原料；和通过磁场由负载的原料中分离出附聚物，这得到分离的附聚物。本发明还涉及包含石墨颗粒、疏水性磁性颗粒和收集剂的附聚物。

石墨为许多应用的重要原材料，并且已知各种开采石墨矿石的方法。石墨还可以由各种含碳原材料合成。

石墨矿石浮选通常是已知的，且通常必需数个纯化步骤以获得石墨矿石精矿(concentrate)。

Shujuan和Meng，Adv.J.Food Sci.and Technology，6(2014)，989-993公开了一种包括3个细鳞状石墨的浮选步骤的方法。

AU 199060937公开了使用表面活性剂分散体加工石墨矿石以由不希望的脉石材料剥离石墨颗粒。所得释放出的石墨通过使用煤油作为收集剂和起沫剂化学品的泡沫浮选回收。

US 2012684公开了以循环过程通过用亚硫酸氢铵处理而通过石墨矿石的机械处理获得的石墨矿石精矿的纯化。

US 2914383描述了通过含氟或含氯气体的作用纯化石墨矿石。

本发明的目的是找到一种避免现有技术的缺点如使用起沫剂化学品或腐蚀性化学品如硫酸氢盐或卤素的精选石墨的方法和一种在单个步骤中提供高度富集的石墨的方法。

该目的通过一种精选石墨颗粒的方法解决，该方法包括：

a)提供含有石墨颗粒和不希望材料的原料，

b)将疏水性磁性颗粒加入原料，这得到含有磁性颗粒和石墨颗粒的附聚物的负载的原料，和

c)通过磁场由负载的原料中分离出附聚物，这得到分离的附聚物。

该目的还通过一种包含石墨颗粒、疏水性磁性颗粒和收集剂的附聚物解决。

精选石墨颗粒的方法通常使原料中的石墨颗粒的浓度提高至1.1-100，优选2-20倍。

步骤a)

在步骤a)中，提供含有石墨颗粒和不希望材料的原料。

石墨优选是指化学元素碳的六方或三方结晶多层晶型。石墨可具有2.1-2.3的密度，约3750℃的升华点或约1的硬度。稠合平面C₆环的平行层通常构成石墨的晶体结构。各碳原子可在层平面中以120°角与3个相邻碳原子连接。在六方石墨晶格中，第三层正好设置在第一层下方(-A-B-A-B-序列)，且在三方石墨晶格中，第四层正好设置在第一层下方(-A-B-C-A-B-C-序列)。石墨可为多层晶型的，这是指石墨可包含至少2个层，优选至少3个层，特别是至少10个层。

原料可基于天然石墨矿石或来自人为来源。天然石墨矿石通常含有其他矿物组分如石英、云母、片麻岩和长石。作为来自人为来源的合适原料，可以是电子废料或电池组废料。电池组废料可含有粉末形式的阳极和阴极电极材料。优选地，原料基于天然石墨矿石、电子废料或电池组废料。

在另一形式中，石墨还是指被称为石墨烯的碳的六方单层晶型。石墨烯可通过氧化石墨的还原或热解、通过钠和乙醇的溶剂热合成或通过有机溶剂的剥离而制备。这些反应混合物或粗产物也适合作为原料。在一个优选形式中，术语石墨不含石墨烯。

原料通常包含至少0.1重量％，优选至少1重量％，更优选至少3重量％，特别是至少20重量％的石墨。原料通常包含1-99重量％的石墨，优选10-80重量％的石墨。