CN1167077A - 一种高碳石墨颗粒的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种高碳颗粒石墨的制备方法，依次包括高碳颗粒石墨的配料混合工序、搅拌捏合工序、成型工序、焙烧工序、冷却筛分工序，其中在配料混合工序中加入晶体蔗糖作为粘结剂，水作为添加剂，其粘结性能好，且在生产过程中水蒸发掉不会给产品带入有害杂质，具有成本较低，无污染等特点，适用于将0.5毫米以下的石墨细粉的重新利用。

Description

一种高碳颗粒石墨的制备方法

本发明属于石墨制品的制备方法，尤其是一种利用石墨细粉制备高碳素含量制品的方法。

在生产石墨电极及其它石墨制品加工过程中产生和留下的细粉，尤其是收尘粉，不经过再电化生产出合格的颗粒石墨制品的难度很大。采用高碳制品的生产方法和粘结剂也不能达到目的；如采用煤沥青作粘结剂，粘结性能好，残碳高，产品的抗压强度高，但因煤沥青含硫量高(1-1.5％)而实用性差；用环氧树脂类作粘结剂价格昂贵，且不能用于工业生产；用水剂配合高压(200Kg/cm²以上才能成型)成型方法，其设备投资大，最后产品的抗压强度低；采用浓酸化学处理的方法，需耗用大量浓硫酸，成本高，污染大。

本发明的目的是提供一种粘结性能好、抗压强度高、成本较低、无污染的高碳颗粒石墨的制备方法。本发明的另一目的是提供一种专用于上述方法的成型设备。

本发明的目的是这样实现的：一种高碳颗粒石墨的制备方法，依次包括高碳颗粒石墨的配料混合工序、搅拌捏合工序、成型工序、焙烧工序、冷却筛分工序，其特征在于所说的高碳颗粒石墨的配料混合工序是将粒度不大于0.5毫米的石墨细粉中加入晶体蔗糖作为粘结剂，加入水作为添加剂，配比(质量)为：石墨粉65％-85％，粘结剂15％-35％，添加剂为石墨粉与粘结剂的5％-25％；搅拌捏合工序中，常压下搅拌捏合温度为120℃-160℃，时间40±5分钟；成型工序中，常压下成型加热温度为100℃-150℃；焙烧工序中焙烧温度为650℃-1050℃。配料混合处理工序中最佳比例为石墨粉70％，蔗糖30％，水与石墨粉和蔗糖的比例为10∶90，搅拌捏合工序的最佳温度为120±10℃。成型工序的最佳温度为120±10℃。成型工序中采用螺旋推挤式石墨颗粒成型机，它包括传动部分、进料部分、推挤部分、成型部分；螺旋轴3与传动部分连接，螺旋轴3上设置螺旋叶片5，螺旋轴3前上方设置进料口4；推挤部分包括壳体9，壳体内设置的筒体7，螺旋轴3轴向穿过筒体7，筒体7与壳体9之间设置缠绕于筒体7的加热油盘管8，筒体7一端通过螺旋轴3与进料部分连接，另一端与成型咀部分连接；成型咀部分包括与筒体7连接的设置出料孔咀15的成型咀11，剪切装置位于成型咀11一侧，它由切刀钢圈12组成，沿切刀钢圈12径向设置钢丝13为幅条，切刀钢圈12的切刀轴14轴心与成型咀11的轴心不同轴，切刀轴14与电动机连接。成型咀11的出料孔咀15形状为锥状的进孔16与柱状的出孔17相结合的喇叭形。成型咀11直径小于切刀钢圈12半径。螺旋叶片5之间的距离为不等距。螺旋叶片5的叶片头与成型咀11板面距离小于20毫米。

由于石墨细粉的吸附力低，采用蔗糖作粘结剂，水作为添加剂，其粘结吸附能力强，且添加剂在生产过程中蒸发掉，产品的理化指标好，抗压强度高。同时生产成本较低，不产生二次污染。由于采用螺旋推挤式石墨颗粒成型机，克服了高碳石墨颗粒因体积小，单粒重量轻，工业化生产程度低、产量少等缺点。具有工业化程度高，且产品外观形状好等特点。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1是本发明的工艺流程图。

图2是本发明的颗粒成型机原理图。

图3是图2的切料装置示意图。

图4是成型咀剖示图。

在生产石墨电极及其它石墨制品时产生大量多余的废弃的收尘细粉，除含碳量很高的1毫米以上的石墨颗粒可以直接利用外，0.5毫米以下的细粉状石墨需按以下工艺进行生产。

高碳石墨颗粒的配料混合工序：将石墨细粉中加入蔗糖晶体状作为粘结剂，水作为添加剂，其配比(质量)见表1。

表1    配料混合比

	墨粉(A)％	粘结剂(B)％	添加剂[c占(A+B+C)的比例]％
				实施例一	65	35	5
实施例二	85	15	25
				最佳实施例	70	30	10

在实际操作中，可根据以上比例将蔗糖与水配成蔗糖溶液，然后再与石墨细粉混合。

搅拌捏合工序：配料混合后，进入通用的搅拌捏合机，采用热油炉加热，以提高热效率，降低成本。常压下搅拌捏合温度为120℃-160℃，最佳温度120℃±10℃，时间40±5分钟。

成型工序：常压下成型加热温度为100℃-150℃，最佳温度120±10℃。在成型工序中采用螺旋推挤式石墨颗粒成型机，它包括传动部分、进料部分、推挤部分、成型部分；电动机1带动减速齿轮2组成的部分螺旋轴3与传动部分连接，螺旋轴3前上设置螺旋叶片5，螺旋轴3上方设置进料口4；推挤部分包括壳体9，壳体内设置的筒体7，螺旋轴3轴向穿过筒体7，筒体7与壳体9之间设置缠绕于筒体7的加热油盘管8，油盘管8两端为热油进口6，进、出口穿出壳体9外；筒体7一端通过螺旋3与进料部分连接，另一端与成型部分连接；成型部分包括与筒体7连接的设置出料孔咀15的成型咀11，剪切装置位于成型咀11一侧，它由切刀钢圈12组成，沿切刀钢圈12径向设置钢丝13如琴钢丝为幅条，切刀钢圈12的切刀轴14轴心与成型咀11的轴心不同轴，切刀轴14与电动机连接。成型咀1出料孔咀15形状为锥状的进孔16与柱状的出孔17相结合的喇叭形。

成型咀11直径小于切刀钢圈12半径。在几乎封闭的圆筒内，由固定旋转的螺旋叶片不断地将料向一个方向推进，在不断推进中产生压力。推挤压力在8-30kg/cm²范围调节。

剪切料方法亦与一般侧刀和剪刀式剪切方法不同。因为推挤出来的产品出口速度很大，剪切时需要快，且要求刚出咀口还呈软性的料不会重新粘到一起。采用的是钢琴丝为幅条，轴心与成型咀的中心不等轴距高速旋转可调的剪切方法。

焙烧工序：石墨料挤出后进入焙烧炉，温度在650℃-1050℃之间调节，其目的是保证产品理化指标和较好的外观形状，采用通用的焙烧炉焙烧后经冷却筛分工序，即成产品。

表2是依据本发明生产的产品测试结果，产品质量如含碳量、抗压强度达到国外先进水平，部分指标超过国外先进水平。

表2

项    目	灰份	挥发物	碳	硫
					结果(％)	0.690	1.06	98.25	0.024

Claims (10)

1、一种高碳颗粒石墨的制备方法，依次包括高碳颗粒石墨的配料混合工序、搅拌捏合工序、成型工序、焙烧工序、冷却筛分工序，其特征在于所说的高碳颗粒石墨的配料混合工序是将粒度不大于0.5毫米的石墨细粉中加入蔗糖作为粘结剂，加入水作为添加剂，配比(质量)为：石墨粉65％-85％，粘结剂15％-35％，添加剂为石墨粉与粘结剂的5％-25％；搅拌捏合工序中，常压下搅拌捏合温度为120℃-160℃，时间40±5分钟；成型工序中，常压下成型加热温度为100℃-150℃；焙烧工序中焙烧温度为650℃-1050℃。

2、根据权利要求1所述的一种高碳颗粒石墨的制备方法，其特征在于配料混合工序中最佳比例为石墨粉70％，蔗糖30％，水与石墨粉和蔗糖的比例为10∶90。

3、根据权利要求1所述的一种高碳颗粒石墨的制备方法，其特征在于石墨粉中加入配制的蔗糖溶液。

4、根据权利要求1所述的一种高碳颗粒石墨的制备方法，其特征在于搅拌捏合工序的最佳温度为120±10℃。

5、根据权利要求1所述的一种高碳颗粒石墨的制备方法，其特征在于成型工序的最佳温度为120±10℃。

6、一种用于权利要求1方法的装置，其特征在于成型工序中采用螺旋推挤式石墨颗粒成型机，它包括传动部分、进料部分、推挤部分、成型咀部分；螺旋轴(3)与传动部分连接，螺旋轴(3)上设置螺旋叶片(5)，螺旋轴(3)前上方设置进料口(4)；推挤部分包括壳体(9)、壳体内设置的筒体(7)，螺旋轴(3)轴向穿过筒体(7)，筒体(7)与壳体(9)之间设置缠绕于筒体(7)的加热油盘管(8)，筒体(7)一端通过螺旋轴(3)与进料部分连接，另一端与成型咀部分连接；成型咀部分包括与筒体(7)连接的设置出料孔咀(15)的成型咀(11)，剪切装置位于成型咀(11)一侧，它由切刀钢圈(12)组成，沿切刀钢圈(12)径向设置钢丝(13)为幅条，切刀钢圈(12)的切刀轴(14)轴心与成型咀(11)的轴心不同轴，切刀轴(14)与小电动机连接带动切刀旋转切料。

7、根据权利要求6所述的装置，其特征在于成型咀(11)的出料孔咀(15)形状为锥状的进孔(16)与柱状的出孔(17)相结合的喇叭形。

8、根据权利要求6所述的装置，其特征在于成型咀(11)的直径小于切刀钢圈(12)半径。

9、根据权利要求6所述的装置，其特征在于螺旋叶片(5)之间的距离为不等距。

10、根据权利要求6所述的装置，其特征在于螺旋叶片(5)的叶片头与成型咀(11)板面距离小于20毫米。

Images