CN109778236B

CN109778236B - 一种电解铝用预焙阳极

Info

Publication number: CN109778236B
Application number: CN201910172017.8A
Authority: CN
Inventors: 刘占军; 李国栋; 张俊鹏; 郭晓慧
Original assignee: Shanxi Institute of Coal Chemistry of CAS
Current assignee: Shanxi Institute of Coal Chemistry of CAS
Priority date: 2019-03-07
Filing date: 2019-03-07
Publication date: 2021-06-29
Anticipated expiration: 2039-03-07
Also published as: CN109778236A

Abstract

本发明涉及一种电解铝用预焙阳极，所述预焙阳极的组成为煅后石油焦、二次焦与改性煤沥青，所述煅后石油焦、二次焦与改性煤沥青的重量百分比含量为：煅后石油焦50~65%，二次焦30~35%，改性煤沥青15~20%，其中煅后石油焦按粒径分布重量百分比为：3mm<Φ≤7mm颗粒料25~30%、0.075mm≤Φ≤3mm颗粒料45~50%、Φ≤0.075mm的粉料25~30%；所述煅后石油焦可采用沥青焦替代，或者所述煅后石油焦可采用沥青焦与煅后石油焦的混合物替代。按上述比例配料后，采用常规工艺制作得预焙阳极。本发明生产的预焙阳极具有较低的电阻率，较高的体积密度和力学性能，阳极消耗低，有利于降低原铝的生产成本。

Description

一种电解铝用预焙阳极

技术领域

本发明属于炭素阳极材料技术领域，具体涉及的是一种用于铝电解生产过程中的预焙阳极。

背景技术

目前，生产铝电解预焙阳极所用的原料主要为煅后石油焦、残极和煤沥青，其中煤沥青结焦值不到60%，造成焙烧后预焙阳极体积密度普遍低于1.6g/cm³，明显低于国际铝用预焙阳极体积密度1.6g/cm³指标，较低的体积密度不但使预焙阳极的电阻率较高，力学性能差，抗热震性能差，而且导致电解使用中氧化消耗高，原铝单位阳极消耗高，大大增加了原铝的生产成本。随着电解槽向大容量、自动化方向的发展，目前急需开发一种高性能的预焙阳极。

发明内容

本发明的目的是针对上述已有技术的不足，提供一种电解铝用预焙阳极，预焙阳极的体积密度大于1.6g/cm³。

本发明通过以下技术方案予以实现。

一种电解铝用预焙阳极，其中：所述预焙阳极的组成为煅后石油焦、二次焦与改性煤沥青，所述煅后石油焦、二次焦与改性煤沥青的重量百分比含量为：煅后石油焦50~65%，二次焦30~35%，改性煤沥青15~20%，其中煅后石油焦中不同粒径干料的重量百分比为：3mm<Φ≤7mm颗粒料25~30%、0.075mm≤Φ≤3mm颗粒料45 ~50%、Φ≤0.075mm的粉料25~30%。

所述煅后石油焦可采用沥青焦替代，或者所述煅后石油焦可采用沥青焦与煅后石油焦的混合物替代，即：

一种电解铝用预焙阳极，其中：所述预焙阳极的组成为沥青焦、二次焦与改性煤沥青，所述沥青焦、二次焦与改性煤沥青的重量百分比含量为：沥青焦50~65%，二次焦30~35%，改性煤沥青15~20%，其中沥青焦中不同粒径干料的重量百分比为：3mm<Φ≤7mm颗粒料25~30%、0.075mm≤Φ≤3mm颗粒料45 ~50%、Φ≤0.075mm的粉料25~30%。

一种电解铝用预焙阳极，其中：所述预焙阳极的组成为二次焦、改性煤沥青以及沥青焦与煅后石油焦的混合焦，所述混合焦、二次焦与改性煤沥青的重量百分比含量为：混合焦50~65%，二次焦30~35%，改性煤沥青15~20%，其中混合焦中不同粒径干料的重量百分比为：3mm<Φ≤7mm颗粒料25~30%、0.075mm≤Φ≤3mm颗粒料45 ~50%、Φ≤0.075mm的粉料25~30%。

一种电解铝用预焙阳极，其中：所述二次焦通过如下方法制备：将煅烧后的沥青焦或石油焦磨粉至粒径≤0.06mm；将磨好的粉料倒入混捏锅中，在温度130~165℃下搅拌，搅拌时间为20~50min，再加入温度为150~190℃的占粉料总重量25~35%的粘结剂沥青，在温度130~180℃下湿混，混捏的湿混时间为30~90min，湿混结束后将糊料在扎片机热扎片3～5次，扎片温度与混捏温度相同，将扎片后的糊料冷却后破碎至粒径≤0.1mm，制得所述二次焦。

与现有技术相比本发明的有益效果为：

本发明提供的预焙阳极，与已有技术比具有较低的电阻率、较低的氧化活性、良好的抗热震性能，阳极消耗低，从而可降低原铝生产成本。用本发明制得的预焙阳极的质量指标为：体积密度1.60～1.62g/cm³，电阻率45～50μΩ·m，抗压强度50～55Mpa，其他指标不低于YS/T285-1998标准。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

实施例1

一种电解铝用预焙阳极，本实施例1中预焙阳极的组分及重量百分比含量为：煅后石油焦50%，二次焦35%，改性煤沥青15%；其中煅后石油焦按粒径分布重量百分比为：3mm<Φ≤7mm颗粒料25%、0.075mm≤Φ ≤3mm颗粒料50%、Φ≤0.075mm的粉料25%；组分中的二次焦通过如下方法制备：将煅烧后的石油焦磨粉至粒径≤0.06mm；将磨好的粉料倒入混捏锅中，在温度130℃下搅拌，搅拌时间为20min，再加入温度为150℃的占粉料总重量25%的改性煤沥青（沥青软化点为90℃），在温度130℃下湿混，混捏的湿混时间为30min，湿混结束后将糊料在扎片机热扎片3次，扎片温度同混捏温度，将扎片后的糊料冷却后破碎至粒径≤0.1mm。按上述比例配料后，采用常规工艺制作预焙阳极。

实施例2

一种电解铝用预焙阳极，本实施例2中预焙阳极的组分及重量百分比含量为：煅后沥青焦52%，二次焦33%，改性煤沥青15%；其中煅后沥青焦按粒径分布重量百分比为：3mm<Φ≤7mm颗粒料27%、0.075mm≤Φ ≤3mm颗粒料48%、Φ≤0.075mm的粉料25%；组分中的二次焦通过如下方法制备：将煅烧后的石油焦磨粉至粒径≤0.06mm；将磨好的粉料倒入混捏锅中，在温度135℃下搅拌，搅拌时间为30min，再加入温度为160℃的占粉料总重量26%的改性煤沥青（沥青软化点为90℃），在温度140℃下湿混，混捏的湿混时间为40min，湿混结束后将糊料在扎片机热扎片4次，扎片温度同混捏温度，将扎片后的糊料冷却后破碎至粒径≤0.1mm。按上述比例配料后，采用常规工艺制作预焙阳极。

实施例3

一种电解铝用预焙阳极，本实施例3中预焙阳极的组分及重量百分比含量为：煅后石油焦53%，二次焦30%，改性煤沥青17%；其中煅后石油焦按粒径分布重量百分比为：3mm<Φ≤7mm颗粒料25%、0.075mm≤Φ ≤3mm 颗粒料47%、Φ≤0.075mm的粉料28%；组分中的二次焦通过如下方法制备：将煅烧后的石油焦磨粉至粒径≤0.06mm；将磨好的粉料倒入混捏锅中，在温度140℃下搅拌，搅拌时间为40min，再加入温度为160℃的占粉料总重量28%的改性煤沥青（沥青软化点为95℃），在温度150℃下湿混，混捏的湿混时间为40min，湿混结束后将糊料在扎片机热扎片3次，扎片温度同混捏温度，将扎片后的糊料冷却后破碎至粒径≤0.1mm。按上述比例配料后，采用常规工艺制作预焙阳极。

实施例4

一种电解铝用预焙阳极，本实施例4中预焙阳极的组分及重量百分比含量为：煅后混合焦（其中沥青焦和石油焦重量百分比各占50%）54%，二次焦30%，改性煤沥青16%；其中煅后混合焦按粒径分布重量百分比为：3mm<Φ≤7mm颗粒料28%、0.075mm≤Φ≤3mm颗粒料45%、Φ≤0.075mm的粉料27%；组分中的二次焦通过如下方法制备：将煅烧后的石油焦磨粉至粒径≤ 0.06mm；将磨好的粉料倒入混捏锅中，在温度160℃下搅拌，搅拌时间为50min，再加入温度为170℃的占粉料总重量32%的改性煤沥青（沥青软化点为100℃），在温度180℃下湿混，混捏的湿混时间为70min，湿混结束后将糊料在扎片机热扎片5次，扎片温度同混捏温度，将扎片后的糊料冷却后破碎至粒径≤0.1mm。按上述比例配料后，采用常规工艺制作预焙阳极。

实施例1至实施例4制备的预焙阳极，其体积密度1.60～1.62g/cm³，电阻率45～50μΩ·m，抗压强度50～55Mpa，其他指标均不低于YS/T285-1998标准。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种电解铝用预焙阳极，其特征在于：所述预焙阳极的组成为煅后石油焦、二次焦与改性煤沥青，所述煅后石油焦、二次焦与改性煤沥青的重量百分比含量为：煅后石油焦50~53%，二次焦30~35%，改性煤沥青15~20%，其中煅后石油焦中不同粒径干料的重量百分比为：3mm<Φ≤7mm颗粒料25~30%、0.075mm≤Φ≤3mm颗粒料45 ~50%、Φ≤0.075mm的粉料25~30%；所述二次焦通过如下方法制备：将煅烧后的沥青焦或石油焦磨粉至粒径≤0.06mm；将磨好的粉料倒入混捏锅中，在温度130~165℃下搅拌，搅拌时间为20~50min，再加入温度为150~190℃的占粉料总重量25~35%的粘结剂沥青，在温度130~180℃下湿混，混捏的湿混时间为30~90min，湿混结束后将糊料在扎片机热扎片3～5次，扎片温度与混捏温度相同，将扎片后的糊料冷却后破碎至粒径≤0.1mm，制得所述二次焦。

2.一种电解铝用预焙阳极，其特征在于：所述预焙阳极的组成为沥青焦、二次焦与改性煤沥青，所述沥青焦、二次焦与改性煤沥青的重量百分比含量为：沥青焦50~52%，二次焦30~35%，改性煤沥青15~20%，其中沥青焦中不同粒径干料的重量百分比为：3mm<Φ≤7mm颗粒料25~30%、0.075mm≤Φ≤3mm颗粒料45 ~50%、Φ≤0.075mm的粉料25~30%；所述二次焦通过如下方法制备：将煅烧后的沥青焦或石油焦磨粉至粒径≤0.06mm；将磨好的粉料倒入混捏锅中，在温度130~165℃下搅拌，搅拌时间为20~50min，再加入温度为150~190℃的占粉料总重量25~35%的粘结剂沥青，在温度130~180℃下湿混，混捏的湿混时间为30~90min，湿混结束后将糊料在扎片机热扎片3～5次，扎片温度与混捏温度相同，将扎片后的糊料冷却后破碎至粒径≤0.1mm，制得所述二次焦。

3.一种电解铝用预焙阳极，其特征在于：所述预焙阳极的组成为二次焦、改性煤沥青以及沥青焦与煅后石油焦的混合焦，所述混合焦、二次焦与改性煤沥青的重量百分比含量为：混合焦50~54%，二次焦30~35%，改性煤沥青15~20%，其中混合焦中不同粒径干料的重量百分比为：3mm<Φ≤7mm颗粒料25~30%、0.075mm≤Φ≤3mm颗粒料45 ~50%、Φ≤0.075mm的粉料25~30%；所述二次焦通过如下方法制备：将煅烧后的沥青焦或石油焦磨粉至粒径≤0.06mm；将磨好的粉料倒入混捏锅中，在温度130~165℃下搅拌，搅拌时间为20~50min，再加入温度为150~190℃的占粉料总重量25~35%的粘结剂沥青，在温度130~180℃下湿混，混捏的湿混时间为30~90min，湿混结束后将糊料在扎片机热扎片3～5次，扎片温度与混捏温度相同，将扎片后的糊料冷却后破碎至粒径≤0.1mm，制得所述二次焦。