CN111621813A - 一种铝电解用阴极炭块材料 - Google Patents

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郭彥生
赵忠明
李俊
要利生
郭四娟
王金融
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    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
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Abstract

本发明公开了一种铝电解用阴极炭块材料，首次将不同类别的石油焦按照特定配比混合，即电煅石油焦和非电煅煅后石油焦的配合，再向其中适宜的焙烧碎，在粘结剂的作用下，制备得到阴极炭块，经测试表明，本发明的炭块材料制备得到的阴极炭块在很大程度上提高了炭块的抗压强度、体积密度以及抗磨性。

Description

一种铝电解用阴极炭块材料
技术领域
本发明涉及一种铝电解用阴极炭块材料，属于石墨化技术领域。
背景技术
电解铝是最为常见的一种电解工艺，操作时，氧化铝作为溶质，在阴阳极存在下通入强大的直流电后，在950℃-970℃下，在两极上进行电化学反应。电解槽则是常见的用于通过电解机理制备得到金属的常用设备，从其结构上来讲，一般由槽体、阳极和阴极组成。
随着近几年国内和国际电解铝的发展，铝电解槽已经朝着节能、高效、环保等方向进步。其中，阴极炭块作为电解槽重要的组成部分，对电解效果起着至关重要的影响作用。所以，为了提高电解的效果，首先，要求阴极炭块有良好的导电性和导热性；其次，要求阴极炭块在铝电解的条件下能很好抵御钠、电解质和铝液的侵蚀和磨蚀；第三，要求阴极炭块具有一定的的抗热震性和机械强度；第四，要求规格尺寸与铝电解槽相适应。
随着近几年来，铝电解槽朝着高电流密度、大电流强度、大型化方向发展，阴极炭块发展迎合了铝电解槽的发展，主要体现在其导电性、导热性、抗热震性、抗钠侵蚀性、耐磨性、体积密度、真密度、抗压强度的不断改善，同时在规格尺寸上也逐渐满足铝电解槽设计的需要。
目前，现有技术中普遍应用的石墨化阴极炭块在导电性、导热性、抗热震性、抗钠侵蚀性方面不断精进，但在阴极炭块的抗压强度、耐磨性方面还有进一步改善的空间。
发明内容
本发明提供了一种新的铝电解用阴极炭块材料，可以提高阴极炭块的抗压强度和耐磨性。
本发明是通过以下解决方案实现的：
一种铝电解用阴极炭块材料，由如下重量份的原料组成：
电煅石油焦 30-50份
非电煅煅后石油焦 30-60份
焙烧碎 0-30份
粘结剂 10-20份。
优选，由如下重量份的原料组成：
电煅石油焦 40-50份
非电煅煅后石油焦 30-50份
焙烧碎 15-30份
粘结剂 15-20份。
最优选，由如下重量份的原料组成：
电煅石油焦 45份
非电煅煅后石油焦 38份
焙烧碎 20份
粘结剂 19份。
其中，所述粘结剂由改质沥青与煤焦油组成。
所述改质沥青为改质煤沥青。
在所述粘结剂中，质煤沥青占80-95wt％，煤焦油占5-20wt％。
本发明具有下述优点：
本发明所述的铝电解用阴极炭块材料，首次将不同类别的石油焦按照特定配比混合，即电煅石油焦和非电煅煅后石油焦的配合，再向其中适宜的焙烧碎，在粘结剂的作用下，制备得到阴极炭块，经测试表明，本发明的炭块材料制备得到的阴极炭块在很大程度上提高了炭块的抗压强度、体积密度以及抗磨性。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种铝电解用阴极炭块材料，由以下原料组成：
电煅石油焦 30kg
非电煅煅后石油焦 50kg
粘结剂 15kg
其中，粘结剂由改质煤沥青与煤焦油组成，其中，改质煤沥青占95wt％，煤焦油占5wt％。
实施例2
本实施例提供了一种铝电解用阴极炭块材料，由以下原料组成：
电煅石油焦 30kg
非电煅煅后石油焦 50kg
焙烧碎 15kg
粘结剂 15kg
其中，粘结剂由改质煤沥青与煤焦油组成，其中，改质煤沥青占95wt％，煤焦油占5wt％。
实施例3
本实施例提供了一种铝电解用阴极炭块材料，由以下原料组成：
电煅石油焦 45kg
非电煅煅后石油焦 38kg
焙烧碎 20kg
粘结剂 19kg。
其中，粘结剂由改质煤沥青与煤焦油组成，其中，改质煤沥青占90wt％，煤焦油占10wt％。
实施例4
本实施例提供了一种铝电解用阴极炭块材料，由以下原料组成：
电煅石油焦 40kg
非电煅煅后石油焦 60kg
焙烧碎 30kg
粘结剂 20kg。
其中，粘结剂由改质煤沥青与煤焦油组成，其中，改质煤沥青占80wt％，煤焦油占20wt％。
实施例5
本实施例提供了一种铝电解用阴极炭块材料，由以下原料组成：
电煅石油焦 40kg
非电煅煅后石油焦 30kg
焙烧碎 20kg
粘结剂 10kg。
其中，粘结剂由改质煤沥青与煤焦油组成，其中，改质煤沥青占95wt％，煤焦油占5wt％。
实施例6
本实施例提供了一种铝电解用阴极炭块材料，由以下原料组成：
电煅石油焦 50kg
非电煅煅后石油焦 30kg
焙烧碎 20kg
粘结剂 10kg。
其中，粘结剂由改质煤沥青与煤焦油组成，其中，改质煤沥青占80wt％，煤焦油占20wt％。
对比例1
本对比例提供了一种铝电解用阴极炭块材料，由以下原料组成：
非电煅石油焦 83kg
焙烧碎 20kg
粘结剂 19kg。
其中，粘结剂由改质煤沥青与煤焦油组成，其中，改质煤沥青占90wt％，煤焦油占10wt％。
上述实施例和对比例中的炭块材料经破碎、配料、混捏、成型、焙烧、石墨化、机加工后即可以制备得到阴极炭块。
测试例
将制备得到的阴极炭块进行检测，经测试得到抗压强度、体积密度和磨蚀率如下：
Figure BSA0000213502210000061
虽然本发明已经通过上述具体实施方式对其进行了详细阐述，但是，本专业普通技术人员应该明白，在此基础上所做出的未超出权利要求保护范围的任何形式和细节的变化，均属于本发明所要保护的范围。

Claims (6)

1.一种铝电解用阴极炭块材料，其特征在于，由如下重量份的原料组成：
Figure FSA0000213502200000011
2.根据权利要求1所述的炭块材料，其特征在于，由如下重量份的原料组成：
Figure FSA0000213502200000012
3.根据权利要求1或2所述的炭块材料，其特征在于，由如下重量份的原料组成：
Figure FSA0000213502200000013
4.根据权利要求1-3任一所述的炭块材料，其特征在于，所述粘结剂由改质沥青与煤焦油组成。
5.根据权利要求4所述的炭块材料，其特征在于，所述改质沥青为改质煤沥青。
6.根据权利要求4或5所述的炭块材料，其特征在于，在所述粘结剂中，质煤沥青占80-95wt％，煤焦油占5-20wt％。
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