CN103030131B - 一种制备预焙阳极的方法 - Google Patents
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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
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 (4)
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;所述溶剂为水;将所述煅后石油焦浸渍后,烘干至水分含量在0.3%以下。
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,所述烘干工艺为电加热,加热温度为120-180℃。
3.根据权利要求1所述的制备预焙阳极的方法,其特征在于,所述溶剂用溶剂油或煤油代替。
4.根据权利要求1至3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。
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浸渍压密石油焦基预焙阳极块结构与性能研究;张锡平等;《轻金属》;20081231(第1期);第38页第2.3节、第39页第3.2.1节、图4.c * |
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