CN105590661A - 电极糊及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电极糊，由以下重量份数的原料制成：电煅无烟煤或残极块45？～？55份，煅后石油焦45？～？55份，沥青改性树脂结合剂8？～？12份，中温煤沥青粉：18？～？22份。本发明采用常温混捏工艺，捏制成一定形状大小的块状电极糊，然后真空回收树脂中的溶剂，以循环利用。整个工艺过程无需加热，均在常温下进行，从而解决了沥青加热过程带来的严重环境污染和能源消耗等问题，同时降低了对生产设备及防护投入的要求，具有重要的环保价值和社会意义。

Description

电极糊及其制作方法
技术领域
本发明涉及电极糊及其新型常温制备方法，属于导电材料技术领域。
背景技术
电极糊是铁合金炉、电石炉等电炉设备经常使用的导电材料。而现在生产电极糊所用的粘结剂一般都是中温煤沥青，且需要在高于其软化点50～80℃条件下混捏，混捏时间较长，一般在60min以上，这样的生产过程不仅需要消耗大量煤电等能源，更主要的是沥青的高温熔化过程中会产生大量沥青烟气。沥青烟的成分除了有一些N2、O2、CO2、H2O外，主要是长链的高沸点烃类有机颗粒物，少量在常温下为蒸汽的烃类以及一些气态有机化合物。其中含硫基团和含氧基团等发臭基团形成难闻的沥青气味——恶臭味。沥青烟是一种高污染物质，会引起皮炎、结膜炎、鼻咽炎、头痛等多种疾病，而且危及植物的生长。其恶臭味会使人产生恶心、呕吐、等多种不良反应。尤为严重的是沥青烟中所含的以苯并芘为代表的多环有机物是强致癌物质。从而使得电极糊生产行业成为高污染行业，随着人类生活环境的不断恶化，环境治理和污染控制越来越被人们所重视，寻求绿色生产工艺成为电极糊行业发展的必然趋势。
经过多年的发展，碳素行业也探索了很多减少污染的工艺方法，主要有以下几种：一种是：电捕法，此种方法虽然效率高，操作维护方便，但是对温度控制要求高，易着火，难清灰；第二种是：洗涤法，此种方法虽然设备简单，投资少，但是引起二次污染，洗涤剂需处理；第三种是：吸附法，有焦炭吸附和氧化铝吸附，其中前者装置简单，节能，效率高，但是焦炭易粘结、堵塞，不宜更换，后者虽然效率高，流动性好，可实现流态化，但是吸附后氧化铝难处理，若送电解厂则投资过大。
所以目前仍无行之有效的最佳净化生产工艺，如何从源头解决碳素生产的高污染问题，尤其是电极糊生产工艺的高污染问题，是当今碳素行业发展的一大难题，针对此问题，作者经过系统研究，转变固有思路，用一种全新的工艺生产出符合使用条件的优质电极糊产品。
发明内容
本发明的目的在于提供电极糊及其新型常温制备方法，能在减少生产过程中造成的环境污染和企业的生产成本的基础上制作出优质的电极糊产品。
本发明的技术方案是：电极糊，由以下重量份数的原料制成：电煅无烟煤或残极块45～55份，煅后石油焦45～55份，沥青改性树脂结合剂8～12份，中温煤沥青粉：18～22份。
前面所述电极糊，优选的在于：由以下重量份数的原料制成：电煅无烟煤或残极块46～52份，煅后石油焦46～54份，沥青改性树脂结合剂9～11份，中温煤沥青粉：19～20份。
前面所述电极糊，优选的在于：由以下重量份数的原料制成：电煅无烟煤或残极块50份，煅后石油焦50份，沥青改性树脂结合剂10份，中温煤沥青粉：20份。
本发明还提供了电极糊的制作方法，步骤如下：
（1）将电煅无烟煤或残极块破碎分级，其中粒度5～20mm的为一级颗粒料；粒度1～5mm的为二级颗粒料；
（2）将煅后石油焦筛分磨粉后分级，其中粒度1～3mm的为三级颗粒料；粒度0.074mm～1mm的为四级颗粒料，粒度0～0.074mm的为五级颗粒料；
（3）按照一级颗粒料—沥青改性树脂结合剂—二级颗粒料—三级颗粒料—四级颗粒料—五级颗粒料—中温煤沥青粉的顺序依次加入封闭式混碾机中搅拌均匀，混捏成型。
所述的电极糊的制作方法，优选的在于：步骤（3）加料时间间隔为10～15min（优选加料时间间隔为13min）。
所述的电极糊的制作方法，优选的在于：步骤（3）加料完全后充分搅拌20～35min（优选加料完全后充分搅拌30min）。
所述的电极糊的制作方法，优选的在于：步骤（3）混捏时间：60～80min（优选混捏时间：70min）。
所述的电极糊的制作方法，优选的在于：步骤（3）电极糊在常温下成型，抽真空干燥提取树脂中含有的易挥发溶剂。
本发明的有益效果是：采用液体状态的沥青改性树脂结合剂，常温混捏工艺，无需将中温煤沥青熔化，从而解决了沥青加热过程带来的严重环境污染和能源消耗等问题，具有重要的环保价值和社会意义，同时，制作出的电极糊具有电阻率低（65～75μΩ·m）、密度高（1.40～1.42g/cm3）、烧结强度高（≥20Mpa）的特点，为电极糊行业的生产工艺开辟了一条崭新的途径，具有巨大的市场推广空间。
本工艺将各种不同种类粒度的原料包括固体中温沥青粉按设计配比与该改性树脂结合剂混合均匀，采用常温混捏工艺，捏制成一定形状大小的块状电极糊，然后真空回收树脂中的溶剂，以循环利用。整个工艺过程无需加热，均在常温下进行，从而解决了沥青加热过程带来的严重环境污染和能源消耗等问题，同时降低了对生产设备及防护投入的要求，具有重要的环保价值和社会意义。
具体实施方式
下面结合实施例进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
本发明所用原料皆可从市场购买，比如电煅无烟煤或残极块购自石嘴山金林刚玉耐火材料有限公司，煅后石油焦购自瑞驰碳素制品有限公司，沥青改性树脂结合剂购自阳谷信民耐火材料有限公司或者山东柯信新材料有限公司，中温煤沥青粉购自邯郸德鑫化工科技有限公司。
实施例1
电极糊，它由以下重量比的原料制成：
电煅无烟煤50份
煅后石油焦50份
外加液体状的沥青改性树脂结合剂（山东柯信新材料有限公司生产，型号：MP-5）10份
外加中温煤沥青粉20份。
电极糊的制作方法：（1）将电煅无烟煤或残极块破碎分级，其中粒度5～20mm的为一级颗粒料；粒度1～5mm的为二级颗粒料；（2）将煅后石油焦筛分磨粉后分级，其中粒度1～3mm的为三级颗粒料；粒度0.074mm～1mm的为四级颗粒料，粒度0～0.074mm的为五级颗粒料；（3）按照一级颗粒料—沥青改性树脂结合剂—二级颗粒料—三级颗粒料—四级颗粒料—五级颗粒料—中温煤沥青粉的顺序依次加入封闭式混碾机中搅拌均匀，混捏成型。加料时间间隔为15min，加料完全后充分搅拌20min；然后在常温下混捏成型，抽真空回收易挥发溶剂，混捏时间：65min。
实施例2
电极糊，它由以下重量比的原料制成：
电煅无烟煤48份
煅后石油焦52份
外加液体状的沥青改性树脂结合剂（阳谷信民耐火材料有限公司生产，型号：MP-5）12份
外加中温煤沥青粉20份。
电极糊的制作方法：（1）将电煅无烟煤或残极块破碎分级，其中粒度5～20mm的为一级颗粒料；粒度1～5mm的为二级颗粒料；（2）将煅后石油焦筛分磨粉后分级，其中粒度1～3mm的为三级颗粒料；粒度0.074mm～1mm的为四级颗粒料，粒度0～0.074mm的为五级颗粒料；（3）按照一级颗粒料—沥青改性树脂结合剂—二级颗粒料—三级颗粒料—四级颗粒料—五级颗粒料—中温煤沥青粉的顺序依次加入封闭式混碾机中搅拌均匀，混捏成型。加料时间间隔为10min，加料完全后充分搅拌30min；然后在常温下混捏成型，抽真空回收易挥发溶剂，混捏时间：60min。
实施例3
电极糊，它由以下重量比的原料制成：
电煅无烟煤53份
煅后石油焦47份
外加液体状的沥青改性树脂结合剂（阳谷信民耐火材料有限公司生产，型号：MP-5）8份
外加中温煤沥青粉22份。
电极糊的制作方法：（1）将电煅无烟煤或残极块破碎分级，其中粒度5～20mm的为一级颗粒料；粒度1～5mm的为二级颗粒料；（2）将煅后石油焦筛分磨粉后分级，其中粒度1～3mm的为三级颗粒料；粒度0.074mm～1mm的为四级颗粒料，粒度0～0.074mm的为五级颗粒料；（3）按照一级颗粒料—沥青改性树脂结合剂—二级颗粒料—三级颗粒料—四级颗粒料—五级颗粒料—中温煤沥青粉的顺序依次加入封闭式混碾机中搅拌均匀，混捏成型。加料时间间隔为15min，加料完全后充分搅拌30min；然后在常温下混捏成型，抽真空回收易挥发溶剂，混捏时间：75min。
实施例4
电极糊，它由以下重量比的原料制成：
残极块50份
煅后石油焦50份
外加液体状的沥青改性树脂结合剂（山东柯信新材料有限公司生产，型号：MP-5）12份
外加中温煤沥青粉20份。
电极糊的制作方法：（1）将电煅无烟煤或残极块破碎分级，其中粒度5～20mm的为一级颗粒料；粒度1～5mm的为二级颗粒料；（2）将煅后石油焦筛分磨粉后分级，其中粒度1～3mm的为三级颗粒料；粒度0.074mm～1mm的为四级颗粒料，粒度0～0.074mm的为五级颗粒料；（3）按照一级颗粒料—沥青改性树脂结合剂—二级颗粒料—三级颗粒料—四级颗粒料—五级颗粒料—中温煤沥青粉的顺序依次加入封闭式混碾机中搅拌均匀，混捏成型。加料时间间隔为15min，加料完全后充分搅拌35min；然后在常温下混捏成型，抽真空回收易挥发溶剂，混捏时间：80min。
实施例5电极糊，由以下重量份数的原料制成：电煅无烟煤或残极块50份，煅后石油焦50份，沥青改性树脂结合剂10份，中温煤沥青粉：20份。制作方法，步骤如下：（1）将电煅无烟煤或残极块破碎分级，其中粒度5～20mm的为一级颗粒料；粒度1～5mm的为二级颗粒料；（2）将煅后石油焦筛分磨粉后分级，其中粒度1～3mm的为三级颗粒料；粒度0.074mm～1mm的为四级颗粒料，粒度0～0.074mm的为五级颗粒料；（3）按照一级颗粒料—沥青改性树脂结合剂—二级颗粒料—三级颗粒料—四级颗粒料—五级颗粒料—中温煤沥青粉的顺序依次加入封闭式混碾机中搅拌均匀，混捏成型。加料时间间隔为13min；加料完全后充分搅拌30min）；混捏时间：70min；电极糊在常温下成型，抽真空干燥提取树脂中含有的易挥发溶剂。
制作出的电极糊具有电阻率低（65～75μΩ·m），密度高（1.40～1.42g/cm3），烧结强度高（≥20Mpa）的特点，为电极糊行业的生产发展开辟了一条崭新的途径，具有巨大的市场推广空间。
应当指出的是，具体实施方式只是本发明比较有代表性的例子，显然本发明的技术方案不限于上述实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.电极糊，其特征在于：由以下重量份数的原料制成：电煅无烟煤或残极块45～55份，煅后石油焦45～55份，沥青改性树脂结合剂8～12份，中温煤沥青粉：18～22份。
2.电极糊，其特征在于：由以下重量份数的原料制成：电煅无烟煤或残极块46～52份，煅后石油焦46～54份，沥青改性树脂结合剂9～11份，中温煤沥青粉：19～20份。
3.电极糊，其特征在于：由以下重量份数的原料制成：电煅无烟煤或残极块50份，煅后石油焦50份，沥青改性树脂结合剂10份，中温煤沥青粉：20份。
4.根据权利要求1-3任一所述的电极糊的制作方法，其特征在于：步骤如下：
（1）将电煅无烟煤或残极块破碎分级，其中粒度5～20mm的为一级颗粒料；粒度1～5mm的为二级颗粒料；
（2）将煅后石油焦筛分磨粉后分级，其中粒度1～3mm的为三级颗粒料；粒度0.074mm～1mm的为四级颗粒料，粒度0～0.074mm的为五级颗粒料；
（3）按照一级颗粒料—沥青改性树脂结合剂—二级颗粒料—三级颗粒料—四级颗粒料—五级颗粒料—中温煤沥青粉的顺序依次加入封闭式混碾机中搅拌均匀，混捏成型。
5.根据权利要求4所述的电极糊的制作方法，其特征在于：步骤（3）加料时间间隔为10～15min（优选加料时间间隔为13min）。
6.根据权利要求4所述的电极糊的制作方法，其特征在于：步骤（3）加料完全后充分搅拌20～35min（优选加料完全后充分搅拌30min）。
7.根据权利要求4所述的电极糊的制作方法，其特征在于：步骤（3）混捏时间：60～80min（优选混捏时间：70min）。
8.根据权利要求4所述的电极糊的制作方法，其特征在于：步骤（3）电极糊在常温下成型，抽真空干燥提取树脂中含有的易挥发溶剂。
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