專利名稱：防硫酸和核泄漏鱗片微細石墨的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及ー種石墨，特別是ー種防硫酸和核泄漏鱗片微細石墨。
背景技術：
現(xiàn)代科技發(fā)展日新月異，石墨材料的許多優(yōu)良功能，有待人們去發(fā)現(xiàn)、挖掘，對科學技術的推動作用是巨大的。在エ藝領域，經(jīng)常出現(xiàn)化學危險品的泄漏、油庫著火、金屬鈉的燃燒、稀有金屬元素的泄漏、浸水、海上漏油等，它們需要有ー種手段去瓦解，清除危險，不能用水去滅火、防污。水是上述化學危險的助燃劑、擴散劑，不僅不能制止泄漏，相反危險程度會擴大，會造成二次污染，我們有什么辦法制止火勢擴大、消毒、抑制腐蝕的危險品，制止其危害擴大呢？ 一般是用水去消防，對于化學類物質，這是反作用，無助于消防，在2010年以前，各國能源專家肯定核能是發(fā)展方向，即是出現(xiàn)美國三里島核泄漏，前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站的破壞核泄漏，人們并未注意到核電站一旦出現(xiàn)事故，將是巨大災難，去年日本福 島核電站出事，至今日本45座核電站將全部關停，這是大事故，其一，沒有足夠注意消防安全；其ニ，認為砂子、水泥是可以阻擋泄漏，核輻射不是這么好對付的。所以，我國從很早提出了消防安全課題。經(jīng)過長期研究，我們發(fā)現(xiàn)了石墨材料具有消解功能，這是特殊物質的特異功能。天然石墨有消解功能。I、天然石是六方晶體結構，有少數(shù)菱面晶體，密度小是功能材料的自然屬性，會漂浮在水面上，能覆蓋到泄漏化學試劑上面，防止四向溢流，作為ー種隔離材料，覆蓋材料。2、石墨比熱隨溫度上升而逐漸増大、密度下降、儲熱性能優(yōu)良。3、石墨是熱的良導體，導熱系數(shù)為150W/m · k次于鋁，相當于黃銅，比鐵高。導熱系數(shù)隨溫度上升而下降，隨石墨密度増大而提高。4、抗熱震性——彈性模量低IOGpa (銅21Gpa)
因溫度引起的熱應カ小，材料不致崩裂，石墨的熱膨脹系數(shù)很小O. I 0.2x10_6°C，因此，具有良好的抗熱震性。5、高溫溫度一般金屬材料在常溫下強度很高，但溫度升高時，強度急劇下降。而石墨相反，在200°C以下，強度隨著溫度面升高，在2000 2800°C左右達到最大值。6、化學穩(wěn)定性好-石墨是化學穩(wěn)定性很強的材料之一，一般情況下，不易和介
質，如液態(tài)金屬，氫氟酸等發(fā)生化學作用，與鹽酸作用甚微；但受濃硫酸侵蝕，可被硝酸氧化；氫氟酸在高溫時才和石墨起反應。高溫時發(fā)生氧化，而在600°C以下使用是安全的，瞬時可達到800°C。7、核性能優(yōu)良——微觀吸收截面δ a(-2200m/s)0. 0034靶
微觀散射截面5 a (-2200m/s) 4. 8靶
密度 1.65g/cm3 減速比ξ 2s/2a200
石墨的優(yōu)異性能決定了其優(yōu)良功能，可以做各種基本材料。
發(fā)揮綜合性能，可以用于硫酸等防泄漏及防核輻射功能。作為滅火用石墨，并非各種石墨材料均可使用，應有特定性能要求，現(xiàn)在知道石墨是碳的三種同素異形體之一，它具有優(yōu)良的化學惰性；不溶于有機溶劑和無機溶劑；與許多酸類不起反應；能在任何溫度下抗氫氟酸的侵蝕；不與任何濃度的堿溶液起反應；除具有強氧化性的鹽外，能抵抗任何濃度的鹽類，它只參與三種反應，即(I)高溫氧化；(2)生成層間化合物；(3)溶解于能生成碳化物的金屬熔體中。據(jù)文獻報道[6’28]:美國利用石墨層間化合物高溫下瞬時體積膨脹的性能，把它作為滅火材料；又有文獻介紹，石墨——FeCl3——NH3已經(jīng)用來制造滅火片[9’26]。膨脹石墨雖由天然鱗片石墨經(jīng)化學處理制得，其化學穩(wěn)定性和抗氧化性與天然石墨一祥，它對一般的化學溶劑、石油產(chǎn)品、酯類、酮類、蒸汽和還原性氣氛等介質具有穩(wěn)定性，在含氧介質氣氛下，600°C和瞬時800°C不被氧化。一般在450°C它與鈉不起化學反應，使用是安全的，因此，石墨是科學家們探索的鈉的滅火材料。應該指出，快堆中液態(tài)金屬鈉的燃燒點因金屬表面狀況而異，可在140°C — 840°C范圍內發(fā)生自燃，但無論在什么溫度發(fā) 生自燃，鈉的溫度將穩(wěn)定在650°C — 800°C之間，故可以通過覆蓋法使鈉隔絕空氣，達到消防效果，依據(jù)這ー特性，用于快堆鈉火消防的材料應具有高溫瞬間體積膨脹，密度低及高溫化學性能穩(wěn)定的石墨材料。石墨材料作為防火材料有其優(yōu)越性使用方便，對人體和反應堆無害等；而其它方法有其局限性粉末法中，粉末被金屬所潤濕、沉底，這可能導致堆芯通道的堵塞，因此這種方法只能用于燃燒金屬層不很厚的情況下；氣體滅火法需要輔助設備和高成本的氣體，在經(jīng)濟上是不合算的，而自滅火只能用于一定的部位。石墨材料成為優(yōu)良的滅火材料，提高抗氧化性能；使用添加劑增加其流動性；采
用二次滅火改善屏蔽效果等等。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供ー種防硫酸和核泄漏鱗片微細石墨。本發(fā)明的目的是這樣完成的。由SN (濃H2SO4和HNO3)或SH (濃硫酸和氫氟酸)混合液浸泡天然石墨(ニ選一)，然后用水洗法或堿中和法清洗，堿中和至PH值稍小于7，在不同水份含量下測量膨脹度；用熱失重儀測量失重與溫度的關系曲線(稱熱失重曲線)，升溫速度控制在10°C /分；并進行結構特征觀察分析測試，最后選用原始石墨試樣進行紅外分析和X射線衍射分析，與SN和SH酸化石墨的測試結果進行詳細對應分析。具體的技術方案是
1、將天然磷片石墨經(jīng)浮選或藥選，使其100目純度在85— 95% ；
2、干燥，使其水份在3%以下；
3、將上述干燥物質在按濃硫酸與硝酸3 I的SN酸液或按濃硫酸與氫氟酸7 I的SH酸液中浸泡3 — 7小時；
4、過濾分離混酸；
5、水洗去除多余的混合酸液，使pH達6.5 — 7 ;
6、干燥至水份在3%以下；7、送入連續(xù)管式電爐，控制溫度在850— 860°C進行膨脹；
8、膨脹后放入板材成型機壓制成板材。本發(fā)明的鱗片微細石墨的優(yōu)點是耐溫可達850°C以上，抗中子輻射能力增強，截俘面積増大。
具體實施例方式下面為生產(chǎn)鱗片微細石墨的實施例
實施例I
1、將天然鱗片石墨在放有洗衣粉的水池中進行水洗，去除雜質，使其100目純度在 95% ；
2、在離心機中脫水干燥至水份在3%以下；
3、放入濃硫酸硝酸為3 I的混合酸液中浸泡5小時；
4、在離心機中過濾分離混合酸液；
5、放入水池中浸泡3小時，去除剩余的混合酸液，使其pH值為6.5 — 7 ;
6、在離心機中脫水干燥，至其水份在3%以下；
7、送入連續(xù)管式電爐，控制溫度在850— 860°C中膨脹；
8、將膨脹后的物質輸入到板材成型機壓制成型，即為防硫酸和核泄漏鱗片微細石墨。實施例2
1、將天然鱗片石墨在放有洗衣粉的水池中進行水洗，去除雜質，使其100目純度在
90% ；
2、在離心機中脫水干燥至水份在3%以下；
3、放入濃硫酸氫氟酸為7 I的混合酸液中浸泡6小吋；
4、在離心機中過濾分離混合酸液；
5、放入水池中浸泡3小時，去除剩余的混合酸液，使其pH值為6.5 — 7 ;
6、在離心機中脫水干燥，至其水份在3%以下；
7、送入連續(xù)管式電爐，控制溫度在850— 860°C中膨脹；
8、將膨脹后的物質輸入到板材成型機壓制成型，即為防硫酸和核泄漏鱗片微細石墨。
權利要求
1.一種防硫酸和核泄漏鱗片微細石墨，由天然鱗片石墨經(jīng)化學處理制得，其特征在于其制造方法是 ①將天然磷片石墨經(jīng)浮選或藥選，使其100目純度在85- 95% ； ②干燥，使其水份在3%以下； ③將上述干燥物質在按濃硫酸與硝酸3 I的SN酸液或濃硫酸與氫氟酸7 I的SH酸液中浸泡3 - 7小時； ④過濾分離混合酸液； ⑤水洗去除多余的混合酸液，使pH達6.5 — 7 ; ⑥干燥至水份在3%以下； ⑦送入連續(xù)管式電爐，控制溫度在850- 860°C進行膨脹； ③膨脹后放入板材成型機壓制成板材。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種防硫酸和核泄漏鱗片微細石墨。由天然磷片石墨經(jīng)化學處理而制得。本發(fā)明的微細石墨耐溫高達850℃以上，抗中子輻射能力增強，截俘面積增大。
文檔編號C01B31/04GK102826544SQ20121034972
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月20日 優(yōu)先權日2012年9月20日
發(fā)明者李厚獻, 謝有贊, 李 真 申請人:湖南汨特科技新材料股份有限公司