CN103030131A - 一种制备预焙阳极的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制备预焙阳极的方法，依次包括选料、配料、混捏、成型、冷却、焙烧，在所述配料工艺前，增加浸渍工艺，所述浸渍工艺为：将碳素粉料与溶剂混合制成浆料，再将煅后石油焦加入到所述浆料中浸渍1-3天，所述溶剂与碳素粉料的量按每100ml溶剂中加入8-15g碳素粉料计，每100ml溶剂中加入煅后石油焦的重量不大于80g。本发明提供的制备阳极的方法，能减少阳极孔隙率、增大阳极体积密度，从而提高阳极的质量。

Description

一种制备预焙阳极的方法

技术领域

本发明涉及铝电解用预焙阳极的生产技术领域，特别涉及一种制备预焙阳极的方法。

背景技术

生产预焙阳极的主要原料煅后石油焦是一种多孔碳材料，气孔率达30％左右。目前的预焙阳极生产方法都是煅后焦经过中碎，筛分和磨粉后，各粒级的颗粒料和粉料按一定的配比进行混合，再加入一定比例的加热状态下的煤沥青进行混捏。煤沥青作为粘结剂和渗透剂，在混捏时，液态的煤沥青通过浸润进入到煅后焦孔隙中，达到降低气孔率，提高体积密度的目的。但是焙烧时煤沥青排出40％以上的挥发份，造成焙烧后的阳极孔隙率增加，体积密度下降，从而降低了预焙阳极的质量。

发明内容

本发明的目的是克服以上缺点，提供一种能减少阳极孔隙率、增大阳极体积密度，从而提高阳极质量的制备预焙阳极的方法。

本发明的技术方案是：

一种制备预焙阳极的方法，依次包括选料、配料、混捏、成型、冷却、焙烧，在所述配料工艺前，增加浸渍工艺，所述浸渍工艺为：将碳素粉料与溶剂混合制成浆料，再将煅后石油焦加入到所述浆料中浸渍1-3天，所述溶剂与碳素粉料的量按每100ml溶剂中加入8-15g碳素粉料计，每100ml溶剂中加入煅后石油焦的重量不大于80g。

进一步地，所述溶剂为水。

进一步地，将所述煅后石油焦浸渍后，烘干至水分含量在0.3％以下。

进一步地，所述烘干工艺为电加热，加热温度为120-180°。

进一步地，所述溶剂为溶剂油或煤油。

优选地，所述浸渍工艺在所述选料工艺与所述配料工艺之间。

本发明提供的制备预焙阳极的方法，具有如下优点：

1、降低阳极孔隙率，提高体积密度。生产预焙阳极的主要原料为煅后石油焦，煅后石油焦具有多孔吸附特性，将煅后石油焦浸渍在由碳素粉料和溶剂混合的混合液中，煅后石油焦能充分吸附混合液中的游离碳粉，从而实现降低煅后石油焦孔隙率，提高堆积密度的目的。由于制备阳极的工艺中增加了浸渍工艺，在混捏工艺中煤沥青的用量有较大幅度的降低，从而减少了成型后生阳极中挥发分的量，确保经焙烧后的阳极的孔隙率低，体积密度大。

经检测，浸渍后的煅后石油焦堆积密度为：0.65-0.84g/cm³，制得的预焙阳极体积密度为：1.56-1.62g/cm³，电阻率为：46-50μΩm，抗压强度为：45-50MPa；没有浸渍工艺制得的预焙阳极体积密度为1.54-1.57g/cm³，电阻率为48-55μΩm，抗压强度为32-47MPa，两者相比，增加浸渍工艺的预焙阳极质量较好。

2、减少煤沥青挥发分排放量，减少焙烧周期时间。煤沥青在混捏工艺中的主要作用是作为粘结剂和渗透剂，浸润到煅后石油焦中，降低煅后焦的孔隙率。采用浸渍工艺后，煅后石油焦的孔隙率大大降低，因此，在混捏工艺中，可减少煤沥青的用量，即可以达到需要的糊料塑性，经检测，煤沥青的用量可降低0.5-1％，因煤沥青的用量减少，在焙烧过程中煤沥青的挥发分减少，因此也减少了挥发分对环境造成的影响，同时可以减少焙烧周期时间。

3、改善煅后石油焦的表面活性，提高混捏工艺中沥青的浸润性。浸渍工艺中的溶剂可以为煤油和溶剂油，均属于有机溶剂，分子极性很低，与沥青的湿润性良好。当使用煤油和溶剂油作为溶剂时，浸渍后的煅后石油焦表面吸附一层溶剂，可以改善煅后焦的表面活性，提高混捏工艺中煤沥青对煅后石油焦骨料的浸润性。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明技术方案做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

将0.8t碳素粉料加入浸渍槽中，倒入10m³水，水作为溶剂，充分搅拌后制成浆料，将8t煅后石油焦加入到浸渍槽中，浸渍1天，烘干2小时后，煅后石油焦水分降低到0.3％以下，烘干工艺采用在有电加热管的输送螺旋内烘干，加热温度设定为150°，煅后焦堆积密度为0.75g/cm³。

经浸渍、烘干处理后的煅后焦再进行选料、配料、混捏、成型、冷却、焙烧工艺，制得预焙阳极。其中选料工艺包括中碎、筛分。

预焙阳极的质量指标：

体积密度：1.56g/cm³；

电阻率：50μΩm；

抗压强度：45MPa。

实施例2

将1.t碳素粉料加入浸渍槽中，倒入10m³煤油，煤油作为溶剂，充分搅拌后制成浆料，将7t煅后石油焦加入到浸渍槽中，浸渍1天，测得煅后焦堆积密度为0.82g/cm³。

经浸渍处理后的煅后焦再进行选料、配料、混捏、成型、冷却、焙烧工艺，制得预焙阳极。

预焙阳极的质量指标：

体积密度：1.6g/cm³；

电阻率：48μΩm；

抗压强度：48MPa。

实施例3

将煅后石油焦进行中碎、筛分，取6-12mm的煅后石油焦4t，3-6mm的煅后石油焦2t。

将1.3t碳素粉料加入浸渍槽中，倒入10m³溶剂油中，溶剂油作为溶剂，充分搅拌后制成浆料，将经筛分后的煅后石油焦按上述配比依次加入到浸渍槽中，浸渍3天，6-12mm的煅后石油焦骨料堆积密度为0.65g/cm³，3-6mm的煅后石油焦骨料堆积密度为0.70g/cm³。

经浸渍处理后的煅后焦再进行配料、混捏、成型、冷却、焙烧工艺，制得预焙阳极。

预焙阳极的质量指标：

体积密度：1.62g/cm³；

电阻率：46μΩm；

抗压强度：50MPa。

实施例4

将1.5t碳素粉料加入浸渍槽中，倒入10m³水，水作为溶剂，充分搅拌后制成浆料，将7.5t煅后石油焦加入到浸渍槽中，浸渍1.5天后烘干，烘干工艺采用热风烘干，使煅后石油焦水分降低到0.2％以下，煅后焦堆积密度为0.8g/cm³。

经浸渍、烘干处理后的煅后焦再进行选料、配料、混捏、成型、冷却、焙烧工艺，制得预焙阳极。其中选料工艺包括中碎、筛分。

预焙阳极的质量指标：

体积密度：1.58g/cm³；

电阻率：49μΩm；

抗压强度：46MPa。

实施例5

将1.2t碳素粉料加入浸渍槽中，倒入10m³水，水作为溶剂，充分搅拌后制成浆料，将6.5t煅后石油焦加入到浸渍槽中，浸渍2天后烘干，烘干工艺采用在有电加热管的输送螺旋内烘干，加热温度设定为180°，使煅后石油焦水分降低到0.1％以下，煅后焦堆积密度为0.84g/cm³。

经浸渍、烘干处理后的煅后焦再进行选料、配料、混捏、成型、冷却、焙烧工艺，制得预焙阳极。

预焙阳极的质量指标：

体积密度：1.59g/cm³；

电阻率：48μΩm；

抗压强度：49MPa。

实施例6

将0.9t碳素粉料加入浸渍槽中，倒入10m³水，水作为溶剂，充分搅拌后制成浆料，将8t煅后石油焦加入到浸渍槽中，浸渍3天后烘干，烘干工艺采用在有电加热管的输送螺旋内烘干，加热温度设定为120°，使煅后石油焦水分降低到0.31％以下，煅后焦堆积密度为0.79g/cm³。

经浸渍、烘干处理后的煅后焦再进行选料、配料、混捏、成型、冷却、焙烧工艺，制得预焙阳极。

预焙阳极的质量指标：

体积密度：1.61g/cm³；

电阻率：47μΩm；

抗压强度：47MPa。

实施例7

将1.1t碳素粉料加入浸渍槽中，倒入10m³煤油，煤油作为溶剂，充分搅拌后制成浆料，将5t煅后石油焦加入到浸渍槽中，浸渍2天，测得煅后焦堆积密度为0.78g/cm³。

经浸渍处理后的煅后焦再进行选料、配料、混捏、成型、冷却、焙烧工艺，制得预焙阳极。

预焙阳极的质量指标：

体积密度：1.61g/cm³；

电阻率：49μΩm；

抗压强度：48MPa。

Claims (6)

1.一种制备预焙阳极的方法，依次包括选料、配料、混捏、成型、冷却、焙烧，其特征在于，在所述配料工艺前，增加浸渍工艺，所述浸渍工艺为：将碳素粉料与溶剂混合制成浆料，再将煅后石油焦加入到所述浆料中浸渍1-3天，所述溶剂与碳素粉料的量按每100m1溶剂中加入8-15g碳素粉料计，每100ml溶剂中加入煅后石油焦的重量不大于80g。

2.根据权利要求1所述的制备预焙阳极的方法，其特征在于，所述溶剂为水。

3.根据权利要求2所述的制备预焙阳极的方法，其特征在于，将所述煅后石油焦浸渍后，烘干至水分含量在0.3％以下。

4.根据权利要求3所述的制备预焙阳极的方法，其特征在于，所述烘干工艺为电加热，加热温度为120-180°。

5.根据权利要求1所述的制备预焙阳极的方法，其特征在于，所述溶剂为溶剂油或煤油。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的制备预焙阳极的方法，其特征在于，所述浸渍工艺在所述选料工艺与所述配料工艺之间。