CN101698947B - 一种铝电解炭阳极的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种铝电解炭阳极的制备方法，涉及一种利用浮选脱灰煤、粉状焦作原料制作铝电解炭阳极的方法。其特征在于是采用浮选脱灰煤、粉状生石油焦作原料制备铝电解炭阳极，制备过程是将浮选脱灰煤与粉状生石油焦混合，压制成团块状，干燥后进行煅烧，制得复合煅烧焦炭，将制得的复合煅烧焦炭替代部分或全部石油焦制作铝用炭阳极。本发明的方法解决了石油焦日益粉化对炭阳极生产带来的工艺难题，同时拓宽了铝用炭阳极资源选择范围，也为我国的煤炭资源从燃料向原材料转化提供了一条途径，提高了煤炭资源的附加值。
Description
技术领域
一种铝电解炭阳极的制备方法，涉及一种利用浮选脱灰煤、粉状焦作原料制作铝电解炭阳极的方法。
背景技术
随着铝工业大型预焙电解槽技术的应用，对电解槽用预焙阳极的质量、性能要求也不断提高。而采用优质的、符合品级要求的原材料是保证阳极质量稳定的前提条件。
石油焦是生产阳极的主要原料。对生石油焦必须要满足一定的粒度才能满足阳极生产的要求。按石化标准SH/T0527-1992，块粒在8mm以下的生焦称为粉状石油焦，其在一级石油焦所占比例不得超过25％。目前石油焦的细粉化现象非常严重，有的厂进厂生焦中粒度小于2mm的比例已经超过了50％。这些粉状石油焦直接用于阳极生产，不利于阳极质量的稳定和提高，导致的直接后果如下：1)煅烧时烧损率高；2)煅后焦的表面活性下降，不利于对粘结剂的吸附；3)不能满足生产配方对较大颗粒的需求比例，影响生产过程的物料平衡；4)在罐式煅烧炉煅烧时会发生“放炮”，给煅烧炉安全生产带来很大隐患；在回转窑煅烧时由于粉焦不随窑体转动，而是停留在回转窑最下层，使得粉焦的煅烧温度低，生产出的煅烧焦真密度、粉末电阻率等指标达不到要求，严重影响预焙阳极的质量。
随着浮选技术的发展，煤的浮选脱灰技术日益成熟，煤中灰分可达到2.5％以下，部分煤种可达0.5％以下，产物100微米以下的粒度占80％以上，具有自粘结性能，已基本达到制作炭阳极原料的要求，且浮选脱灰煤综合成本略低于石油焦，这为使用超净煤制作炭阳极奠定了基础。目前浮选脱灰煤主要用来制备水煤浆和煤基燃料。
发明内容
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有效利用浮选脱灰煤、粉状生石油焦的，生产过程安全，阳极质量好的铝电解炭阳极的制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种铝电解炭阳极的制备方法，其特征在于是采用浮选脱灰煤、粉状生石油焦作原料制备铝电解炭阳极，制备过程是将浮选脱灰煤与粉状生石油焦混合，压制成团块状，干燥后进行煅烧，制得复合煅烧焦炭，将制得的复合煅烧焦炭替代部分或全部石油焦制作铝用炭阳极。
本发明的一种铝电解炭阳极的制备方法，其特征在于所述的浮选脱灰煤的灰分重量小于2.5％，挥发份重量含量在12％以上，粒度为100微米以下的粒度占50％以上。
本发明的一种铝电解炭阳极的制备方法，其特征在于所述的的粉状生石油焦的粒度在4mm以下，挥发份重量含量为8％-13％。
本发明的一种铝电解炭阳极的制备方法，其特征在于所述的浮选脱灰煤粉与粉状生石油焦的混配重量比例为10％-90％∶90％-10％。
本发明的一种铝电解炭阳极的制备方法，其特征在于所述的将浮选脱灰煤与粉状生石油焦混合，压制成团块状，团块直径为8-40mm。
本发明的一种铝电解炭阳极的制备方法，其特征在于所述的将浮选脱灰煤与粉状生石油焦混合，压制成团块状，干燥后进行煅烧过程的煅烧温度为1200-2000℃。
本发明的一种铝电解炭阳极的制备方法，其特征在于所述的将浮选脱灰煤与粉状生石油焦混合，压制成团块状过程加入粘结剂，粘结剂的添加量为浮选脱灰煤粉与粉状生石油焦总量的0％-15％。
本发明的一种铝电解炭阳极的制备方法，其特征在于所述的粘结剂为石油沥青、煤沥青或石油沥青与煤沥青的混合物。
本发明的方法，将浮选脱灰煤与粉状生石油焦制成复合煅烧焦，替代部分或全部石油焦，用于制作铝用炭阳极。本发明的方法解决了石油焦日益粉化对炭阳极生产带来的工艺难题，同时拓宽了铝用炭阳极资源选择范围，也为我国的煤炭资源从燃料向原材料转化提供了一条途径，提高了煤炭资源的附加值。
具体实施方式
一种铝电解炭阳极的制备方法，采用浮选脱灰煤、粉状生石油焦作原料制备铝电解炭阳极，制备过程是将浮选脱灰煤与粉状生石油焦混合，压制成团块状，干燥后进行煅烧，制得煅复合烧焦炭，将制得的复合煅烧焦炭替代部分或全部石油焦制作铝用炭阳极。
将浮选脱灰煤粉与粉状生石油焦按一定比例混合，加入复合煤焦总量的0-15％的粘结剂，混合搅拌均匀，用压球机、挤压机、模压机等压制成型设备压制成块度直径为8-40mm的团块状，干燥后，进行煅烧。煅烧终温为1200-2000℃，制得煅后复合焦炭，用于制作铝用炭阳极。
所用浮选脱灰煤的灰分应在2.5％以下，挥发份含量在12％以上，煤粉中100微米以下的粒度应占50％以上。粉状生石油焦的粒度在4mm以下，挥发份含量8-13％。所选择的粘结剂为石油沥青、煤沥青，或石油沥青与煤沥青的混合物。
实施例1
浮选脱灰煤的灰分1.8％，挥发份含量为18％，煤粉中100微米以下的粒度占88％。粉状生石油焦的粒度在4mm以下，挥发份含量12.5％。将浮选脱灰煤与粉状生石油焦按照质量比为90％∶10％的比例混合，不加入粘结剂，混合均匀后，通过压球机压制成块度直径为15mm的球团，烘干干燥后进行煅烧，煅烧终温为1950℃，制得煅后复合焦。煅后复合焦炭的主要技术指标为：灰分2.0％，真密度1.85g/cm3，粉末电阻率635μΩm。该煅后复合焦炭可替代约10-30％的石油焦，用于制作铝用炭阳极。
实施例2
浮选脱灰煤的灰分0.8％，挥发份含量15％，煤粉中100微米以下的粒度占56％。粉状生石油焦的粒度在4mm以下，挥发份含量11％。将浮选脱灰煤与粉状生石油焦按照质量比为50％∶50％的比例混合，再加入复合煤焦总量的5％的煤沥青颗粒作粘结剂，混合均匀后，用模压机压成块度直径为20mm的团块，烘干干燥后进行煅烧，煅烧终温为1600℃，制得煅后复合焦。煅后复合焦炭的主要技术指标为：灰分0.66％，真密度1.95g/cm3，粉末电阻率621μΩm。该煅后复合焦炭可替代约30-60％的石油焦，用于制作铝用炭阳极。
实施例3
浮选脱灰煤的灰分0.5％，挥发份含量20％，煤粉中100微米以下的粒度占89％。粉状生石油焦的粒度在2mm以下，挥发份含量10％。将浮选脱灰煤与粉状生石油焦按照质量比为10％∶90％的比例混合，再加入复合煤焦总量的14.5％的煤沥青颗粒作粘结剂，混合均匀后，用模压机压成块度直径为30mm的团块，烘干干燥后进行煅烧，煅烧终温为1250℃，制得煅后复合焦。煅后复合焦炭的主要技术指标为：灰分0.39％，真密度2.04g/cm3，粉末电阻率560μΩm。该煅后复合焦炭可替代20-100％石油焦，用于制作铝用炭阳极。
实施例4
浮选脱灰煤的灰分1.1％，挥发份含量13％，煤粉中100微米以下的粒度占86％。粉状生石油焦的粒度在6mm以下，挥发份含量8％。将浮选脱灰煤与粉状生石油焦按照质量比为40％∶60％的比例混合，再加入复合煤焦总量的10％的石油沥青作粘结剂，混合均匀后，用挤压机压成直径为40mm的条状，切割成长度大于8mm的块状，烘干干燥后进行煅烧，煅烧终温为1550℃，制得煅后复合焦。煅后复合焦炭的主要技术指标为：灰分0.76％，真密度2.01g/cm3，粉末电阻率578μΩm。该煅后复合焦炭可替代20-50％石油焦，用于制作铝用炭阳极。
实施例5
浮选脱灰煤的灰分1.5％，挥发份含量21％，煤粉中100微米以下的粒度占82％。粉状生石油焦的粒度在4mm以下，挥发份含量10％。将浮选脱灰煤与粉状生石油焦按照质量比为30％∶70％的比例混合，再加入复合煤焦总量的10％的煤沥青颗粒作粘结剂，混合均匀后，通过压球机压制成块度直径为25mm的球团，烘干干燥后进行煅烧，煅烧终温为1300℃，制得煅后复合焦。煅后复合焦炭的主要技术指标为：灰分0.84％，真密度2.02g/cm3，粉末电阻率562μΩm。该煅后复合焦炭可替代20-40％石油焦，用于制作铝用炭阳极。
实施例6
浮选脱灰煤的灰分1.2％，挥发份含量19％，煤粉中100微米以下的粒度占85％。粉状生石油焦的粒度在3mm以下，挥发份含量11％。将浮选脱灰煤与粉状生石油焦按照质量比为75％∶25％的比例混合，再加入复合煤焦总量的12％的混合沥青(混合沥青中，煤沥青∶石油沥青为1∶1)作粘结剂，混合均匀后，通过压球机压制成块度直径为30mm的球团，烘干干燥后进行煅烧，煅烧终温为1420℃，制得煅后复合焦。煅后复合焦炭的主要技术指标为：灰分1.25％，真密度1.97/cm3，粉末电阻率612μΩm。该煅后复合焦炭可替代15-35％石油焦，用于制作铝用炭阳极。
上面所述的实施例，仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域和本行业工程技术人员，对本发明的技术做出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (3)
1.一种铝电解炭阳极的制备方法，其特征在于是采用浮选脱灰煤、粉状生石油焦作原料制备铝电解炭阳极，制备过程是将浮选脱灰煤与粉状生石油焦混合，压制成团块状，干燥后进行煅烧，制得复合煅烧焦炭，将制得的复合煅烧焦炭替代部分或全部石油焦制作铝电解炭阳极；其所述的浮选脱灰煤的灰分重量含量小于2.5％，挥发份重量含量在12％以上，粒度为100微米以下的占50％以上；其所述的粉状生石油焦的粒度在4mm以下，挥发份重量含量为8％-13％；其所述的浮选脱灰煤粉与粉状生石油焦的混配重量比例为10％-90％：90％-10％；其所述的将浮选脱灰煤与粉状生石油焦混合，压制成团块状，团块直径为8-40mm；其所述的将浮选脱灰煤与粉状生石油焦混合，压制成团块状，干燥后进行煅烧过程的煅烧温度为1200-2000℃。
2.根据权利要求1所述的一种铝电解炭阳极的制备方法，其特征在于所述的将浮选脱灰煤与粉状生石油焦混合，压制成团块状过程加入粘结剂，粘结剂的添加量为浮选脱灰煤粉与粉状生石油焦总量的0％-15％。
3.根据权利要求2所述的一种铝电解炭阳极的制备方法，其特征在于所述的粘结剂为石油沥青、煤沥青或石油沥青与煤沥青的混合物。
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