CN108221003A - 一种新型优化铝电解用预焙阳极配方 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型优化的铝电解用预焙阳极配方,将原料中的石油焦经煅烧后破碎成四种不同的粒度大小的颗粒料,控制各煅后石油焦颗粒料的纯度,并限定了各种不同粒度大小的颗粒料的配比以及煤沥青的配比,可以有效提高预焙阳极生产的稳定性,保证预焙阳极质量。本发明还提供了上述铝电解用预焙阳极的制备方法,其操作性强,实用性强。本发明公开的预焙阳极优化配方生产出来的预焙阳极完全满足YS/T285‑2012所要求的各项性能,且内部缺陷明显减少。本发明公开的预焙阳极优化配方生产的预焙阳极在铝电解生产过程中使用效果良好,各项指标均达到或优于国内先进水平,特别是炭耗指标更为优异,并且本发明工艺改动较小,与现有技术兼容性好,具有很好的前景。
Description
技术领域
本发明涉及铝电解用预焙阳极技术领域,具体涉及一种新型优化的铝电解用预焙阳极配方,特别涉及一种提高铝电解用预焙阳极生产稳定性的改进方法。
背景技术
铝电解用预焙阳极是在电解铝生产过程中起到导电、并参与电化学反应的碳电极,主要化学反应:
2Al2O3+3C→4Al+3CO2
Al2O3+2C→2Al+CO2+CO
因预焙阳极在电化学反应中发生的氧化反应,所以称为阳极。同时这种阳极在安装到电解槽前在焙烧炉内进行了高温焙烧热处理,煤沥青已经完成结焦成炭过程,使用时更加环保,因此称为铝电解用预焙阳极。
预焙阳极是铝电解槽的″心脏″,其质量和工作状况对铝电解生产是否正常及电流效率、电能消耗、原材料单耗以及产品质量等技术经济指标影响巨大。工业铝电解槽,优者电流效率在95%以上,直流电单耗在13000KW.h/t-Al以下;劣者电流效率在85%上下,直流电单耗在16000KW.h/t-Al以上。有资料报道,病态电解槽中有60%源于阳极本体质量。如果预焙阳极的稳定性能差、工作状况不好,会引发槽状况恶化、电解质发热等现象,是引发电解槽病态的原因之一。从理论上计算,生产每吨铝需要消耗预焙阳极334Kg,实际上预焙阳极总消耗为480-550Kg/t-Al,净消耗为390~430Kg/t-Al。预焙阳极消耗主要包括电化学反应(约占80%)、化学氧化反应(4%-17%)、掉渣以及机械损失等。
在正常电解铝生产中,电流从预焙阳极上部导入,预焙阳极下部沉浸在熔融的氟化盐电解质中,预焙阳极中部被电解质壳块所包围,预焙阳极上部覆盖保温的氧化铝和电解质块。预焙阳极参与电化学反应并维持着电解槽的热平衡,预焙阳极下部因不断参与电化学反应而被消耗,生成CO、CO2气体。如果预焙阳极的稳定性能较差,会加速预焙阳极的消耗,更严重的是氧化掉渣、掉块,会使电解质含炭,从而使电解质性能恶化,弱化电化学作用,极大地破坏电解铝正常生产技术条件,严重危害铝电解生产的正常进行,甚至导致事故停槽。
随着石油冶炼技术的发展,石油焦焦化技术由原来的间断斧式焦化逐渐转变为连续延迟焦化,随之而来的是石油焦块状物含量越来越少,粉末含量越来越多,不同颗粒的含量比例出现了新的变化。对煅后石油焦干料配方进行调整有利于保证各种颗粒均衡供给,同时预焙阳极的整体质量得到保证。
发明内容
本发明的目的就是提供一种新型优化的铝电解用预焙阳极配方。所述的铝电解用预焙阳极配方是将原料中的煅后石油焦粉碎成四种不同的粒度大小的颗粒料,控制各煅后石油焦颗粒料的纯度,并限定了各种不同粒度大小的颗粒料的配比以及煤沥青的配比,可以有效提高预焙阳极生产的稳定性,保证预焙阳极质量。本发明还提供了上述铝用预焙阳极的制备方法,其操作性强,实用性强。
解释说明:本发明所述的″煅后石油焦颗粒料的纯度″指该煅后石油焦颗粒料中某一特定粒度范围内的煅后石油焦颗粒的含量。例如″粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料的纯度为80-100%″指该煅后石油焦颗粒料中粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒的含量为80-100%。
本发明中所述的″粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料、粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料和粒度小于1mm的煅后石油焦颗粒料″的粒度控制方式为通过筛分得到的各种粒度的煅后石油焦颗粒料。
本发明中所述的″粉料″指通过风选式球磨机研磨得到的煅后石油焦粉料。球磨机为冶金、建材行业通用设备,根据预焙阳极生产线产能不同配置不同型号,一般常用球磨机直径为2-3米,长度4-8米。通过球磨机出口处的分选机控制调整粉料纯度,纯度合格的粉料可通过分选机进入料仓,不合格的粉料返回球磨机继续研磨。
一方面,本发明提供了一种铝电解用预焙阳极配方,该配方按重量百分比包括以下原料:
煤沥青 14.7-16.3%;
煅后石油焦 83.7-85.3%。
所述的煅后石油焦为四种不同粒度大小的煅后石油焦料组成的混合物,所述的混合物按重量百分比包括:
粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料26-32%;
粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料18-24%;
煅后石油焦粉料36-40%(其中粒度小于0.075mm的粉料占混合物的22-24%);
粒度小于1mm的煅后石油焦颗粒料,余量。
其中,所述的粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料的纯度为>87%;
所述的粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料的纯度为>90%;
所述的粒度小于1mm的煅后石油焦颗粒料的纯度为>80%;
所述的煅后石油焦粉料的纯度为55-60%,指粒度小于0.075mm的粉料占总粉料量的55-60%。
优选地,上述一种铝电解用预焙阳极配方按重量百分比包括以下原料:
煤沥青 15.2-16.0%;
煅后石油焦 84.0-84.8%。
所述的煅后石油焦为四种不同粒度大小的煅后石油焦料组成的混合物,所述的混合物按重量百分比包括:
粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料27-31%;
粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料19-23%;
煅后石油焦粉料37-39%(其中粒度小于0.075mm的粉料占混合物的23-24%);
粒度为小于1mm的煅后石油焦颗粒料,余量。
其中,所述的粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料的纯度为>87%;
所述的粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料的纯度为>90%;
所述的粒度小于1mm的煅后石油焦颗粒料的纯度为>80%;
所述的煅后石油焦粉料的纯度为55-60%,指粒度小于0.075mm的粉料占总粉料量的55-60%。
更优选地,上述一种铝电解用预焙阳极配方按重量百分比包括以下原料:
煤沥青 15.5-16.0%;
煅后石油焦 84.0-84.5%。
所述的煅后石油焦为四种不同粒度大小的煅后石油焦料组成的混合物,所述的混合物按重量百分比包括:
粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料28-30%;
粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料20-22%;
煅后石油焦粉料38-39%(其中粒度小于0.075mm的粉料占混合物的23-24%);
粒度小于1mm的煅后石油焦颗粒料,余量。
其中,所述的粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料的纯度为>87%;
所述的粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料的纯度为>90%;
所述的粒度小于1mm的煅后石油焦颗粒料的纯度为>80%;
所述的煅后石油焦粉料的纯度为55-60%,指粒度小于0.075mm的粉料占总粉料量的55-60%。
在一些具体实施方案中,上述一种铝电解用预焙阳极配方按重量百分比包括以下原料:
煤沥青 15.7%;
煅后石油焦 84.3%。
所述的煅后石油焦为四种不同粒度大小的煅后石油焦料组成的混合物,所述的混合物按重量百分比包括:
粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料29%;
粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料21%;
煅后石油焦粉料39%(其中粒度小于0.075mm的粉料占混合物的22%);
粒度小于1mm的煅后石油焦颗粒料11%。
其中,所述的粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料的纯度为92%;
所述的粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料的纯度为94%;
所述的粒度小于1mm的煅后石油焦颗粒料的纯度为82%;
所述的煅后石油焦粉料的纯度为57%,指粒度小于0.075mm的粉料占总粉料量的57%。
再一方面,本发明还提供了一种铝电解用预焙阳极的制备方法,其特征在于,所述的制备方法包括以下步骤:
(1)备料:将煤沥青熔化后静置备用,在72小时内使用完毕;将石油焦经煅烧、破碎、筛分后分成不同粒度的颗粒料备用。
(2)配料和混捏:按配方用量将煅后石油焦和煤沥青放入混捏机内混合,,出锅前控制温度为170-183℃,得到具有一定塑性的糊料;
(3)成型:将步骤(2)制备的糊料经震动成型机震动成型,得到阳极生块;
(4)焙烧:将步骤(3)得到的阳极生块置于焙烧炉中焙烧后,清理后即得产品;焙烧工艺参数为:焙烧火道升温速度为10-15℃/h,最高火道温度1170℃,阳极温度≥1050℃,保温时间55-65h。
本发明的有益效果为:
(1)本发明公开的预焙阳极优化配方生产的预焙阳极在铝电解生产过程中使用效果良好,各项指标均达到或优于国内先进水平,特别是炭耗指标更为优异,并且本发明工艺改动较小,与现有技术兼容性好,具有很好的前景。
(2)石油焦经煅烧、破碎及筛分后,使用该预焙阳极优化配方能够达到各颗粒物料的均衡使用,保证生产连续稳定运行。
(3)本发明公开的预焙阳极优化配方生产出来的预焙阳极完全满足YS/T285-2012所要求的各项性能,且内部缺陷明显减少。
具体实施方案
本发明中所使用的煅后石油焦原料的主要指标为:真密度≥2.04g/cm3,粉末电阻率≤550μΩ·m,外观无弹丸,呈海绵状,各颗粒自然分布。
本发明中所使用的煤沥青原料的主要指标为:软化点:103-112℃,BI:28-34%,QI:8-14%,结焦值:≥55%
解释说明:
1、术语QI指:喹啉不溶物含量,喹啉不溶物是沥青中不溶于喹啉的残留物,沥青的结焦值随QI的增加而增加,沥青中含有一定量的喹啉不溶物有利于提高炭制品的机械强度和导电性,沥青中喹啉不溶物的含量太高会使沥青的浸润能力降低,不能充分填充焦粒和焦粉,就不能生产出高密度的碳素材料,而且在铝电解过程中造成碳耗增加,沥青中喹啉不溶物的含量过低,易导致糊料偏析分层。
2、术语BI指:甲苯不溶物含量,甲苯不溶物含量是衡量沥青质量的指标之一,其有助于降低沥青粘度对温度的敏感性。但他在焙烧中和石油质、沥青质一起焦化有促进两者生成强固致密的粘合焦的作用,沥青中甲苯不溶物太低是不适当的,但含量太高将降低沥青的粘合性,并使制品在焙烧中体积胀大。
本发明中所使用的球磨机为风选式球磨机。
本发明中所述的煅后石油焦为四种不同粒度大小的煅后石油焦料的纯度分别为:
所述的粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料的纯度为>87%;
所述的粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料的纯度为>90%;
所述的粒度小于1mm的煅后石油焦颗粒料的纯度为>80%;
所述的煅后石油焦粉料的纯度为55-60%,指粒度小于0.075mm的粉料占总粉料量的55-60%。
基础实施例煅后石油焦的粉碎与分级
具体步骤:
(1)将石油焦进行煅烧、破碎,将破碎后的石油焦颗粒过网格尺寸为1mm的筛,收集筛下部分石油焦颗粒料,即为粒度小于1mm的石油焦颗粒料,并收集筛上部分,得筛上物A;
(2)将步骤(1)得到的筛上物A继续过网格尺寸为3mm的筛,收集筛下部分石油焦颗粒料,即为粒度1-3mm的石油焦颗粒料,并收集筛上部分,得筛上物B;
(3)将步骤(2)得到的筛上物B继续过网格尺寸为6mm的筛,收集筛下部分石油焦颗粒料,即为粒度3-6mm的石油焦颗粒料,并收集筛上部分,得筛上物C;
(4)将步骤(3)得到的筛上物C返回破碎机再次破碎,重复步骤(1)、(2)、(3)。
(5)将配料过程中过剩的颗粒料经过风选式球磨机进行磨粉,即得石油焦粉料。一般情况下将小于1mm的颗粒料送到球磨机磨粉的情形最多。
实施例1一种新型优化铝电解用预焙阳极配方
糊料总重量为4000kg,其中:
煤沥青 628kg;
煅后石油焦 3372kg。
所述的煅后石油焦为四种不同粒度大小的煅后石油焦料组成的混合物,所述的混合物的质量分别为:
粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料978kg;
粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料708kg;
煅后石油焦粉料1315kg(其中粒度小于0.075mm的粉料质量为750kg);
粒度小于1mm的煅后石油焦颗粒料371kg。
制备方法:
(1)备料:将煤沥青熔化后静置备用,在72小时内使用完毕;将石油焦按照实施例1中提供的方法进行煅烧、破碎、筛分后分成不同粒度的颗粒料备用。
(2)配料和混捏:按配方用量将煅后石油焦和煤沥青放入混捏机内混合,,出锅前控制温度为170℃,得到具有一定塑性的糊料;
(3)成型:将步骤(2)制备的糊料经震动成型机震动成型,得到阳极生块;
(4)焙烧:将步骤(3)得到的阳极生块置于焙烧炉中焙烧后,清理后即得产品;焙烧工艺参数为:焙烧火道升温速度为13℃/h,最高火道温度1170℃,阳极温度≥1050℃,保温时间65h。
实施例2一种新型优化铝电解用预焙阳极配方
糊料总重量为4000kg,其中:
煤沥青 588kg;
煅后石油焦 3412kg。
所述的煅后石油焦为四种不同粒度大小的煅后石油焦料组成的混合物,所述的混合物的质量分别为:
粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料954kg;
粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料615kg;
煅后石油焦粉料1256kg(其中粒度小于0.075mm的粉料质量为752kg);
粒度小于1mm的煅后石油焦颗粒料587kg。
制备方法:
(1)备料:将煤沥青熔化后静置备用,在72小时内使用完毕;将石油焦按照实施例1中提供的方法进行煅烧、破碎、筛分后分成不同粒度的颗粒料备用。
(2)配料和混捏:按配方用量将煅后石油焦和煤沥青放入混捏机内混合,,出锅前控制温度为173℃,得到具有一定塑性的糊料;
(3)成型:将步骤(2)制备的糊料经震动成型机震动成型,得到阳极生块;
(4)焙烧:将步骤(3)得到的阳极生块置于焙烧炉中焙烧后,清理后即得产品;焙烧工艺参数为:焙烧火道升温速度为11℃/h,最高火道温度1170℃,阳极温度≥1050℃,保温时间58h。
实施例3一种新型优化铝电解用预焙阳极配方
糊料总重量为4000kg,其中:
煤沥青 596kg;
煅后石油焦 3404kg。
所述的煅后石油焦为四种不同粒度大小的煅后石油焦料组成的混合物,所述的混合物的质量分别为:
粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料978kg;
粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料619kg;
煅后石油焦粉料1259kg(其中粒度小于0.075mm的粉料的质量为755kg);
粒度小于1mm的煅后石油焦颗粒料548kg。
制备方法:
(1)备料:将煤沥青熔化后静置备用,在72小时内使用完毕;将石油焦按照实施例1中提供的方法进行煅烧、破碎、筛分后分成不同粒度的颗粒料备用。
(2)配料和混捏:按配方用量将煅后石油焦和煤沥青放入混捏机内混合,,出锅前控制温度为175℃,得到具有一定塑性的糊料;
(3)成型:将步骤(2)制备的糊料经震动成型机震动成型,得到阳极生块;
(4)焙烧:将步骤(3)得到的阳极生块置于焙烧炉中焙烧后,清理后即得产品;焙烧工艺参数为:焙烧火道升温速度为12℃/h,最高火道温度1170℃,阳极温度≥1050℃,保温时间60h。
实施例4一种新型优化铝电解用预焙阳极配方
糊料总重量为4000kg,其中:
煤沥青 604kg;
煅后石油焦 3396kg。
所述的煅后石油焦为四种不同粒度大小的煅后石油焦料组成的混合物,所述的混合物的质量分别为:
粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料991kg;
粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料688kg;
煅后石油焦粉料1290kg(其中粒度小于0.075mm的粉料的质量为748kg);
粒度小于1mm的煅后石油焦颗粒料427kg。
制备方法:
(1)备料:将煤沥青熔化后静置备用,在72小时内使用完毕;将石油焦按照实施例1中提供的方法进行煅烧、破碎、筛分后分成不同粒度的颗粒料备用。
(2)配料和混捏:按配方用量将煅后石油焦和煤沥青放入混捏机内混合,,出锅前控制温度为177℃,得到具有一定塑性的糊料;
(3)成型:将步骤(2)制备的糊料经震动成型机震动成型,得到阳极生块;
(4)焙烧:将步骤(3)得到的阳极生块置于焙烧炉中焙烧后,清理后即得产品;焙烧工艺参数为:焙烧火道升温速度为13℃/h,最高火道温度1170℃,阳极温度≥1050℃,保温时间62h。
实施例5一种新型优化铝电解用预焙阳极配方
糊料总重量为4000kg,其中:
煤沥青 612kg;
煅后石油焦 3388kg。
所述的煅后石油焦为四种不同粒度大小的煅后石油焦料组成的混合物,所述的混合物的质量分别为:
粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料1023kg;
粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料713kg;
煅后石油焦粉料1321kg(其中粒度小于0.075mm的粉料的质量为753kg);
粒度小于1mm的煅后石油焦颗粒料331kg。
制备方法:
(1)备料:将煤沥青熔化后静置备用,在72小时内使用完毕;将石油焦按照实施例1中提供的方法进行煅烧、破碎、筛分后分成不同粒度的颗粒料备用。
(2)配料和混捏:按配方用量将煅后石油焦和煤沥青放入混捏机内混合,,出锅前控制温度为180℃,得到具有一定塑性的糊料;
(3)成型:将步骤(2)制备的糊料经震动成型机震动成型,得到阳极生块;
(4)焙烧:将步骤(3)得到的阳极生块置于焙烧炉中焙烧后,清理后即得产品;焙烧工艺参数为:焙烧火道升温速度为14℃/h,最高火道温度1170℃,阳极温度≥1050℃,保温时间63h。
实施例6一种新型优化铝电解用预焙阳极配方
糊料总重量为4000kg,其中:
煤沥青 620kg;
煅后石油焦 3380kg。
所述的煅后石油焦为四种不同粒度大小的煅后石油焦料组成的混合物,所述的混合物的质量分别为:
粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料1045kg;
粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料742kg;
煅后石油焦粉料1352kg(其中粒度小于0.075mm的粉料的质量为811kg);
粒度小于1mm的煅后石油焦颗粒料241kg。
制备方法:
(1)备料:将煤沥青熔化后静置备用,在72小时内使用完毕;将石油焦按照实施例1中提供的方法进行煅烧、破碎、筛分后分成不同粒度的颗粒料备用。
(2)配料和混捏:按配方用量将煅后石油焦和煤沥青放入混捏机内混合,,出锅前控制温度为176℃,得到具有一定塑性的糊料;
(3)成型:将步骤(2)制备的糊料经震动成型机震动成型,得到阳极生块;
(4)焙烧:将步骤(3)得到的阳极生块置于焙烧炉中焙烧后,清理后即得产品;焙烧工艺参数为:焙烧火道升温速度为15℃/h,最高火道温度1170℃,阳极温度≥1050℃,保温时间64h。
实施例7一种新型优化铝电解用预焙阳极配方
糊料总重量为4000kg,其中:
煤沥青 628kg;
煅后石油焦 3372kg。
所述的煅后石油焦为四种不同粒度大小的煅后石油焦料组成的混合物,所述的混合物的质量分别为:
粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料1052kg;
粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料688kg;
煅后石油焦粉料1349kg(其中粒度小于0.075mm的粉料的质量为的755kg);
粒度小于1mm的煅后石油焦颗粒料279kg。
制备方法:
(1)备料:将煤沥青熔化后静置备用,在72小时内使用完毕;将石油焦按照实施例1中提供的方法进行煅烧、破碎、筛分后分成不同粒度的颗粒料备用。
(2)配料和混捏:按配方用量将煅后石油焦和煤沥青放入混捏机内混合,,出锅前控制温度为175℃,得到具有一定塑性的糊料;
(3)成型:将步骤(2)制备的糊料经震动成型机震动成型,得到阳极生块;
(4)焙烧:将步骤(3)得到的阳极生块置于焙烧炉中焙烧后,清理后即得产品;焙烧工艺参数为:焙烧火道升温速度为15℃/h,最高火道温度1170℃,阳极温度≥1050℃,保温时间65h。
实施例8一种新型优化铝电解用预焙阳极配方
糊料总重量为4000kg,其中:
煤沥青 636kg;
煅后石油焦 3364kg。
所述的煅后石油焦为四种不同粒度大小的煅后石油焦料组成的混合物,所述的混合物的质量分别为:
粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料1069kg;
粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料733kg;
煅后石油焦粉料1346kg(其中粒度小于0.075mm的粉料的质量为754kg);
粒度小于1mm的煅后石油焦颗粒料224kg。
制备方法:
(1)备料:将煤沥青熔化后静置备用,在72小时内使用完毕;将石油焦按照实施例1中提供的方法进行煅烧、破碎、筛分后分成不同粒度的颗粒料备用。
(2)配料和混捏:按配方用量将煅后石油焦和煤沥青放入混捏机内混合,,出锅前控制温度为177℃,得到具有一定塑性的糊料;
(3)成型:将步骤(2)制备的糊料经震动成型机震动成型,得到阳极生块;
(4)焙烧:将步骤(3)得到的阳极生块置于焙烧炉中焙烧后,清理后即得产品;焙烧工艺参数为:焙烧火道升温速度为15℃/h,最高火道温度1170℃,阳极温度≥1050℃,保温时间65h。
实施例9一种新型优化铝电解用预焙阳极配方
糊料总重量为4000kg,其中:
煤沥青 644kg;
煅后石油焦 3356kg。
所述的煅后石油焦为四种不同粒度大小的煅后石油焦料组成的混合物,所述的混合物的质量分别为:
粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料1060kg;
粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料630g;
煅后石油焦粉料1208kg(其中粒度小于0.075mm的粉料的质量为725kg);
粒度小于1mm的煅后石油焦颗粒料458kg。
制备方法:
(1)备料:将煤沥青熔化后静置备用,在72小时内使用完毕;将石油焦按照实施例1中提供的方法进行煅烧、破碎、筛分后分成不同粒度的颗粒料备用。
(2)配料和混捏:按配方用量将煅后石油焦和煤沥青放入混捏机内混合,,出锅前控制温度为179℃,得到具有一定塑性的糊料;
(3)成型:将步骤(2)制备的糊料经震动成型机震动成型,得到阳极生块;
(4)焙烧:将步骤(3)得到的阳极生块置于焙烧炉中焙烧后,清理后即得产品;焙烧工艺参数为:焙烧火道升温速度为10℃/h,最高火道温度1170℃,阳极温度≥1050℃,保温时间55h。
实施例10一种新型优化铝电解用预焙阳极配方
糊料总重量为4000kg,其中:
煤沥青 652kg;
煅后石油焦 3348kg。
所述的煅后石油焦为四种不同粒度大小的煅后石油焦料组成的混合物,所述的混合物的质量分别为:
粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料1028kg;
粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料778kg;
煅后石油焦粉料1206kg(其中粒度小于0.075mm的粉料的质量为723kg);
粒度小于1mm的煅后石油焦颗粒料336kg。
制备方法:
(1)备料:将煤沥青熔化后静置备用,在72小时内使用完毕;将石油焦按照实施例1中提供的方法进行煅烧、破碎、筛分后分成不同粒度的颗粒料备用。
(2)配料和混捏:按配方用量将煅后石油焦和煤沥青放入混捏机内混合,,出锅前控制温度为181℃,得到具有一定塑性的糊料;
(3)成型:将步骤(2)制备的糊料经震动成型机震动成型,得到阳极生块;
(4)焙烧:将步骤(3)得到的阳极生块置于焙烧炉中焙烧后,清理后即得产品;焙烧工艺参数为:焙烧火道升温速度为12℃/h,最高火道温度1170℃,阳极温度≥1050℃,保温时间60h。
实施例11一种新型优化铝电解用预焙阳极配方
糊料总重量为4000kg,其中:
煤沥青 620kg;
煅后石油焦 3380kg。
所述的煅后石油焦为四种不同粒度大小的煅后石油焦料组成的混合物,所述的混合物的质量分别为:
粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料897kg;
粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料808kg;
煅后石油焦粉料1217kg(其中粒度小于0.075mm的粉料的质量为745kg);
粒度小于1mm的煅后石油焦颗粒料458kg。
制备方法:
(1)备料:将煤沥青熔化后静置备用,在72小时内使用完毕;将石油焦按照实施例1中提供的方法进行煅烧、破碎、筛分后分成不同粒度的颗粒料备用。
(2)配料和混捏:按配方用量将煅后石油焦和煤沥青放入混捏机内混合,,出锅前控制温度为182℃,得到具有一定塑性的糊料;
(3)成型:将步骤(2)制备的糊料经震动成型机震动成型,得到阳极生块;
(4)焙烧:将步骤(3)得到的阳极生块置于焙烧炉中焙烧后,清理后即得产品;焙烧工艺参数为:焙烧火道升温速度为15℃/h,最高火道温度1170℃,阳极温度≥1050℃,保温时间62h。
实施例12一种新型优化铝电解用预焙阳极配方
糊料总重量为4000kg,其中:
煤沥青 620kg;
煅后石油焦 3380kg。
所述的煅后石油焦为四种不同粒度大小的煅后石油焦料组成的混合物,所述的混合物的质量分别为:
粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料915kg;
粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料810kg;
煅后石油焦粉料1352kg(其中粒度小于0.075mm的粉料的质量为798kg);
粒度小于1mm的煅后石油焦颗粒料303kg。
制备方法:
(1)备料:将煤沥青熔化后静置备用,在72小时内使用完毕;将石油焦按照实施例1中提供的方法进行煅烧、破碎、筛分后分成不同粒度的颗粒料备用。
(2)配料和混捏:按配方用量将煅后石油焦和煤沥青放入混捏机内混合,,出锅前控制温度为182℃,得到具有一定塑性的糊料;
(3)成型:将步骤(2)制备的糊料经震动成型机震动成型,得到阳极生块;
(4)焙烧:将步骤(3)得到的阳极生块置于焙烧炉中焙烧后,清理后即得产品;焙烧工艺参数为:焙烧火道升温速度为12℃/h,最高火道温度1170℃,阳极温度≥1050℃,保温时间63h。
实施例13一种新型优化铝电解用预焙阳极配方
糊料总重量为4000kg,其中:
煤沥青 620kg;
煅后石油焦 3380kg。
所述的煅后石油焦为四种不同粒度大小的煅后石油焦料组成的混合物,所述的混合物的质量分别为:
粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料897kg;
粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料622kg;
煅后石油焦粉料1352kg(其中粒度小于0.075mm的粉料的质量为798kg);
粒度小于1mm的煅后石油焦颗粒料509kg。
制备方法:
(1)备料:将煤沥青熔化后静置备用,在72小时内使用完毕;将石油焦按照实施例1中提供的方法进行煅烧、破碎、筛分后分成不同粒度的颗粒料备用。
(2)配料和混捏:按配方用量将煅后石油焦和煤沥青放入混捏机内混合,,出锅前控制温度为183℃,得到具有一定塑性的糊料;
(3)成型:将步骤(2)制备的糊料经震动成型机震动成型,得到阳极生块;
(4)焙烧:将步骤(3)得到的阳极生块置于焙烧炉中焙烧后,清理后即得产品;焙烧工艺参数为:焙烧火道升温速度为14℃/h,最高火道温度1170℃,阳极温度≥1050℃,保温时间65h。
对比例1一种铝电解用预焙阳极配方
与实施例13的区别在于所使用的煅后石油焦全部为煅后石油焦粉料,其他步骤和方法与实施例13相同。
煅后石油焦全部为煅后石油焦粉料无法制备得到铝电解用预焙阳极。
对比例2一种铝电解用预焙阳极配方
与实施例13的区别在于所使用的煅后石油焦的粒度全部为小于1mm的煅后石油焦颗粒料,其他步骤和方法与实施例13相同。
煅后石油焦的粒度全部为小于1mm的煅后石油焦颗粒料无法制备得到铝电解用预焙阳极。
对比例3一种铝电解用预焙阳极配方
与实施例13的区别在于所使用的煅后石油焦的粒度全部为1-3mm的煅后石油焦颗粒料,其他步骤和方法与实施例13相同。
煅后石油焦的粒度全部为1-3mm的煅后石油焦颗粒料无法制备得到铝电解用预焙阳极。
对比例4一种铝电解用预焙阳极配方
与实施例13的区别在于所使用的煅后石油焦的粒度全部为3-6mm的煅后石油焦颗粒料,其他步骤和方法与实施例13相同。
煅后石油焦的粒度全部为3-6mm的煅后石油焦颗粒料无法制备得到铝电解用预焙阳极。
对比例5一种铝电解用预焙阳极配方
与实施例2的区别在于粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料的重量百分比小于26%,粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料的重量百分比大于24%,其它配比与实施例2相同。所述的煅后石油焦为四种不同粒度大小的煅后石油焦料组成的混合物,所述的混合物的质量分别为:
粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料524kg;
粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料1045kg;
煅后石油焦粉料1256kg(其中粒度小于0.075mm的粉料占混合物量的752kg);
粒度小于1mm的煅后石油焦颗粒料587kg。
其他步骤和方法与实施例2相同。
对比例6一种铝电解用预焙阳极配方
与实施例2的区别在于粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料的重量百分比小于26%,粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料的重量百分比与实施例2相同,煅后石油焦粉料的重量百分比大于40%,粒度小于0.075mm的粉料占混合物的重量百分比大于24%,所述的煅后石油焦为四种不同粒度大小的煅后石油焦料组成的混合物,所述的混合物的质量分别为:
粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料524kg;
粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料615kg;
煅后石油焦粉料1686kg(其中粒度小于0.075mm的粉料占混合物量的1009kg);
粒度小于1mm的煅后石油焦颗粒料587kg。
其他步骤和方法与实施例2相同。
对比例7一种铝电解用预焙阳极配方
与实施例2的区别在于粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料的重量百分比大于32%,粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料的重量百分比小于18%,其它颗粒比例与实施例2相同,所述的煅后石油焦为四种不同粒度大小的煅后石油焦料组成的混合物,所述的混合物的质量分别为:
粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料1194kg;
粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料375kg;
煅后石油焦粉料1256kg(其中粒度小于0.075mm的粉料占混合物量的423kg);
粒度小于1mm的煅后石油焦颗粒料587kg。
其他步骤和方法与实施例2相同。
对比例8一种铝电解用预焙阳极配方
与实施例2的区别在于粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料的重量百分比大于32%,粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料的重量百分比与实施例2相同,煅后石油焦粉料的重量百分比小于36%,粒度小于0.075mm的粉料占混合物的重量百分比小于20%,所述的煅后石油焦为四种不同粒度大小的煅后石油焦料组成的混合物,所述的混合物的质量分别为:
粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料1194kg;
粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料615kg;
煅后石油焦粉料1126kg(其中粒度小于0.075mm的粉料占混合物量的665kg);
粒度小于1mm的煅后石油焦颗粒料477kg。
其他步骤和方法与实施例2相同。
对比例9一种铝电解用预焙阳极配方
与实施例10的区别在于粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料的纯度小于87%,其他步骤和方法与实施例10相同。
对比例10一种铝电解用预焙阳极配方
与实施例10的区别在于粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料的纯度小于90%,其他步骤和方法与实施例10相同。
对比例11一种铝电解用预焙阳极配方
与实施例10的区别在于煅后石油焦粉料的纯度小于55%,其他步骤和方法与实施例10相同。
对比例12一种铝电解用预焙阳极配方
与实施例10的区别在于粒度小于1mm的煅后石油焦颗粒料的纯度小于80%,其他步骤和方法与实施例10相同。
性能测试:
表1
根据上表1中的数据可以看出,本发明提供的方法制备的铝电解用预焙阳极具有很好的综合性能,本发明公开的预焙阳极优化配方生产出来的预焙阳极完全满足YS/T285-2012所要求的各项性能。
表2
根据表2的的数据可以看出,改变煅后石油焦颗粒料的含量,使其超过本发明所控制的百分含量范围,所制备的铝电解用预焙阳极的各性能会出现明显差距,例如对比例5中所使用的煅后石油焦1~3mm颗粒料的百分含量大于本发明提供的范围,其耐压强度为31Mpa,不满足YS/T285-2012所要求的性能,同理对比例6-8中所使用制备的电解铝用预焙阳极,也不符合YS/T285-2012所要求的性能。
表3
根据表3的的数据可以看出,改变煅后石油焦颗粒料的纯度,使其超过本发明所控制的纯度范围,所制备的铝电解用预焙阳极的各性能会出现明显差距,尤其是铝电解用预焙阳极的体积密度和真密度均不满足YS/T285-2012所要求的性能。
根据上表1-3中的描述,只有使用本发明提供的方案制备的铝电解用预焙阳极满足YS/T285-2012所要求的各项性能,且内部缺陷明显减少。
本发明对优选实施方式作了详细说明,但是本发明不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化,这些变化涉及本领域技术人员所熟知的相关技术,这些都落入本发明专利的保护范围。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解,本发明不限于特定的实施方式,本发明的范围由所附权利要求限定。
Claims (10)
1.一种铝电解用预焙阳极配方,其特征在于:该配方按重量百分比包括以下原料:
煤沥青 14.7-16.3%;
煅后石油焦 83.7-85.3%。
2.根据权利要求1中所述的一种铝电解用预焙阳极配方,其特征在于:该配方按重量百分比包括以下原料:
煤沥青 15.2-16.0%;
煅后石油焦 84.0-84.8%。
3.根据权利要求1中所述的一种铝电解用预焙阳极配方,其特征在于:该配方按重量百分比包括以下原料:
煤沥青 15.5-16.0%;
煅后石油焦 84.0-84.5%。
4.根据权利要求1-3任意一项中所述的一种铝电解用预焙阳极配方,其特征在于:所述的煅后石油焦为四种不同粒度大小的煅后石油焦料组成的混合物。
5.根据权利要求4中所述的一种铝电解用预焙阳极配方,其特征在于:所述的煅后石油焦为四种不同粒度大小的煅后石油焦料组成的混合物,所述的混合物按重量百分比包括:
粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料26-32%;
粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料18-24%;
煅后石油焦粉料36-40%,其中粒度小于0.075mm的粉料占混合物的22-24%;
粒度小于1mm的煅后石油焦颗粒料,余量。
6.根据权利要求5中所述的一种铝电解用预焙阳极配方,其特征在于:所述的煅后石油焦为四种不同粒度大小的煅后石油焦料组成的混合物,所述的混合物按重量百分比包括:
粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料27-31%;
粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料19-23%;
煅后石油焦粉料37-39%,其中粒度小于0.075mm的粉料占混合物的23-24%;
粒度为小于1mm的煅后石油焦颗粒料,余量。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的一种铝电解用预焙阳极配方,其特征在于:所述的煅后石油焦为四种不同粒度大小的煅后石油焦料的纯度分别为:
所述的粒度为3-6mm的煅后石油焦颗粒料的纯度为>87%;
所述的粒度为1-3mm的煅后石油焦颗粒料的纯度为>90%;
所述的粒度小于1mm的煅后石油焦颗粒料的纯度为>80%;
所述的煅后石油焦粉料的纯度为55-60%,指粒度小于0.075mm的粉料占总粉料量的55-60%。
8.制备权利要求1-7任一项所述的铝电解用预焙阳极的方法,其特征在于,所述的制备方法包括以下步骤:
(1)备料:在一定时间内将煤沥青熔化后静置备用;将石油焦经煅烧、破碎、筛分后分成不同粒度的颗粒料,备用。
(2)配料和混捏:将煅后石油焦和煤沥青放入混捏机内混合并控制温度,得到具有一定塑性的糊料;
(3)成型:将步骤(2)制备的糊料经震动成型机震动成型,得到阳极生块;
(4)焙烧:将步骤(3)得到的阳极生块置于焙烧炉中焙烧后,清理后即得产品。
9.根据权利要求8中所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)中所述的温度为170-183℃。
10.根据权利要求8中所述的制备方法,其特征在于:步骤(4)中所述的焙烧,其火道升温速度为10-15℃/h,最高火道温度1170℃,阳极温度≥1050℃,保温时间55-65h。
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