Verfahren zur Verbesserung teerartiger Bindemittel für die Herstellung
von Kunstkohlekörpern Bei der Herstellung von Kohleformkörpern, z. B. Elektroden,
werden bekanntlich Kokskörnungen ver.-schiedenster Zusammensetzung mit einem Bindemittel,
vorzugsweise Teerprodukten, vermischt. Dieses Koks-Bindemittel-Gemisch wird in die
gewünschte Form gebracht und einem Brennprozeß unterworfen. An das Bindemittel sind
verschiedene Anforderungen bezüglich seines chemischen Aufbaues, seiner physikalischen
Eigenschaften und seiner Ascheverunreinigung zu stellen. Die Anforderungen sind
doppelseitiger Natur, und zwar ist erstens bei dem Mschprozeß, welchem die Formgebung
folgt, eine gute Benetzbarkeit sowie Klebekraft erforderlich. Der anschließende
Brennprozeß hat zweitens die Aufgabe, das Bindemittel, welches die einzelnen Kokskörnungen
umkleidet, zu einem haltbaren Bindümittelgerüst zu verkoken. Ein möglichst hoher
Verkokungsrückstand des Bindemittels muß während des Brennprözesses gebildet werden.Process for improving tarry binders for manufacture
of charcoal bodies In the production of carbon molded bodies, z. B. electrodes,
is known to be coke grains of various compositions with a binder,
preferably tar products, mixed. This coke-binder mixture is in the
brought the desired shape and subjected to a firing process. Are attached to the binder
various requirements regarding its chemical structure, its physical
Properties and its ash contamination. The requirements are
of a two-sided nature, namely, first, in the process of shaping
follows, good wettability and adhesive strength are required. The subsequent
The second task of the firing process is to create the binding agent that binds the individual coke grains
encased to coke to a durable binding agent framework. As high as possible
Coking residue from the binder must be formed during the firing process.
Bekannte Verfahren zur Veredlung von Bitumen und Teermassen sind Verblasen
mit Luft, der Zusatz von Schwefel mit und ohne Katalysator und der Zusatz sauerstoffabgebenker
Metalloxyde bei entsprechender Erhitzung. Insbesondere die letzteren tragen jedoch
zur Verunreinigung der, Bindemittel bei, während aber bei den Teerpech-Bindemitteln,
welche zur Herstellung von z. B. Elektroden für die Aluminium-Elektrolyse verwandt
werden, strenge Bedingungen
an den Reinheitsgrad bezüglich Aschegehalt
und Zusammensetzung zu stellen sind.Known processes for upgrading bitumen and tar masses are blowing
with air, the addition of sulfur with and without a catalyst and the addition of oxygen donors
Metal oxides when heated appropriately. However, the latter in particular wear
to contaminate the, binders with, but while with the tar pitch binders,
which for the production of z. B. Electrodes used for aluminum electrolysis
be, strict conditions
the degree of purity in terms of ash content
and composition are to be provided.
Durch die Erfindung gelingt nun die Veredlung teerartiger Bindemittel
und der daraus hergestellten Kunstkohlekörper unter Überwindung der oben geschilderten
Nachteile dadurch, daß man dem Bindemittel bzw. dem zur Herstellung der Kohlekörper
dienenden Kohlematerial einen oder mehrere Stoffe zusetzt, der bzw. die bei Erwärmen
in einem bestimmten Temperaturbereich Sauerstoff abgeben, ohne gleichzeitig die
Kunstkohlen zu verunreinigen, wie Ammonpersulfat, Aktivkohle od. dgl. Insbesondere
durch den Zusatz von Ammonpersulfat zu teerartigen Bindemitteln wird es bei entsprechender
Temperaturlenkung möglich, den chemischen Aufbau sowie die physikalischen Eigenschaften
der Bindemittel bzw. der Kunstkohlekörper im gewünschten Sinne einzustellen. Hierbei
wird der den Sauerstoff abgebende Stoff -dem Bindemittel bzw. der Kohlemischung
vor der Formgebung zugesetzt. Die Behandlung der teerartigen Bindemittel wird vorteilhaft
in geschlossenen Behältern unter Luftabschluß vorgenommen, wobei man nennenswerte
Verluste an Bindemitteln während der Erwärmung z. B. dadurch vermeiden kann, daß
man auf die Behälter einen Kühler setzt, in dem das abdestillierte Bindemittel kondensiert
und der Mischung wieder zugeführt wird.The invention now makes it possible to refine tarry binders
and the charcoal bodies produced therefrom, overcoming those described above
Disadvantages in that one has to use the binder or the one used to produce the carbon bodies
serving carbon material adds one or more substances that or which when heated
release oxygen in a certain temperature range without simultaneously releasing the
To contaminate artificial charcoal, such as ammonium persulfate, activated charcoal or the like. In particular
with the addition of ammonium persulfate to tar-like binders, it becomes more suitable
Temperature control possible, the chemical structure and the physical properties
adjust the binding agent or the charcoal body in the desired sense. Here
the oxygen-releasing substance becomes the binding agent or the coal mixture
added before shaping. Treatment of the tarry binders becomes advantageous
made in closed containers under exclusion of air, whereby one noteworthy
Loss of binders during heating z. B. can avoid that
a cooler is placed on the container in which the distilled binder condenses
and fed back into the mixture.
Die durch die Erfindung erzielbaren Vorteile gehen aus der beigefügten
Tabelle hervor. Hierbei ist zu beachten, daß das z. B. bei der Elektrodenfabrikation
vorzugsweise verwendete teerartige Bindemittel kolloidchenüsch betrachtet aus einem
Kohlenwasserstoffgemisch niedrigmolekularer Teeröle, mittelmolekularer Teerharze
und hochmolekularer, rußartiger Stoffe in disperser Form besteht. Die Praxis hat
ge-Zeigt, daß ein brauchbares Teerpech-Bindemittel für die Herstellung von Elektroden
mindestens 24 0/, benzolunlösliche und io 0/,) pyridinunlösliche Bestandteile aufweisen
muß. Ebenfalls bestimmen die mittelmolekularen Teerharze die Klebefestigkeit bei
der Foringebung der Kohlekörper, und eine prozentuale Mindesthöhe von 14 0/, ist
erwünscht. Die Mehrzahl der anfallenden Teerpeche aus der Blasendestillation entspricht
von vornherein nicht diesen Anforderungen. Die bei der kontinuierlichen Röhrendestillation
anfallendeh Peche zeigen einen durchschnittlichen Gehalt an benzolunlöslichen Bestandteilen
von 16 0/, und an pyridinunlöslichen Bestandteilen von 5 0/,.The advantages that can be achieved by the invention are shown in the attached table. It should be noted that the z. B. preferably used in the electrode production tar-like binders colloidchenüsch considered consists of a hydrocarbon mixture of low-molecular tar oils, medium-molecular tar resins and high-molecular, soot-like substances in disperse form. Practice has shown that a useful tar pitch binder for the production of electrodes must have at least 24% benzene-insoluble and 10% -pyridine-insoluble constituents. The medium-molecular tar resins also determine the adhesive strength when forming the carbon bodies, and a minimum percentage of 14% is desirable. The majority of tar pitches from bubble distillation do not meet these requirements from the outset. The pitches anfallendeh in the continuous tube distillation show an average content of benzene-insoluble components of 16 0 /, and pyridinunlöslichen ingredients of 5 0 / ,.
Die Tabelle zeigt nun, in welcher Weise die Menge der benzol- und
pyridinunlöslichen Bestandteile und der Geh#It an mittelmolekularen Harzen in teerartigen
Bindemitteln durch das Verfahren gemäß der Erfindung gesteigert werden kann. So
gelingt es, den Gehalt an benzolunlöslichen Bestandteilen, der im ohne Zusatz behandelten
Bindemittel 23,4 0/, beträgt, durch Variation der zugesetzten Mengen>an Ammonpersulfat
sowie Steigerung der Behandlungstemperatur bis zu 47,6 0/, heraufzusetzen, während
eine Steigerung der pyridinunlöslichen Bestandteile von 9,4 0/, auf bis zu 40 l)/,)
erreicht werden kann. Ähnliches gilt für den Gehalt an , mittelmolekularen
Harzen, der von io,2 01, bis zu 25 % verbessert werden kann. Von Vorteil
ist hierbei, wie erwähnt, daß keinerlei Verunreinigungen in die Teerpech-Bindemittel
hineingebracht werden und ihr hoher Reinheitsgehalt erhalten bleibt.
Menge 10/0 3% 3o/. 3"l. Zuleol. 5"1(, 5% .
Zusatz Zusatz Zusatz Zusatz Zusatz Zusatz 3#tz Zusatz Zusatz
Behandlungsdauer Ohne i Std. i Std. i Std. i Std.
i Std » i Std. i Std. i Std. i Std.
Temperatur Zusatz 150' C 250' C 350' C 150'
C 250' C 35& C 150' C 250' C 350' C
Erweichungspunkt (K.S.) 78' C 77' C 85' C go'
C 850 C I01' C 122' C 95' C 115' C 163' C
Benzol - unlöslich ..... 23,4% 25,4% 26,4l)/,
29,80/, 28,304 33,10/, 39,10/, 29,70/, 38,20/, 47,60/,
Pyridin - unlöslich .... 9,4 ')/, 10,50/,
12,30/, 15,80/0 10,7% 19,10/, 29,3 "/o I2,9% 25,0% 40,00/,
mittelinolekulare Harze. 10,2 ')/o 14,60/, 15,1 0/,
15,80/, 17,0 % 18,3 % I2,9% 24,0% 25,0% 29,9 %
The table now shows the manner in which the amount of the benzene- and pyridine-insoluble constituents and the content of medium-molecular resins in tar-like binders can be increased by the method according to the invention. This enables the content of benzene-insoluble components, which, is in the treated without the addition of binder 23.4 0 /, up to 47,6 0 /, up reset by variation of the added amounts> of ammonium persulfate and increasing the treatment temperature, while an increase in the Pyridine-insoluble constituents from 9.4 0 /, to up to 40 l) /,) can be achieved. The same applies to the content, medium molecular weight resins, which can be up to 25% improved by io, 2 01. The advantage here, as mentioned, is that no impurities whatsoever are introduced into the tar pitch binders and their high purity content is retained. Quantity 10/0 3% 3o /. 3 "l. Zuleol. 5" 1 (, 5%.
Addition Addition Addition Addition Addition 3 # tz Addition Addition
Treatment duration Without i hrs. I hrs. I hrs. I hrs. I hrs » i hrs. I hrs. I hrs. I hrs.
Temperature addition 150 'C 250' C 350 'C 150' C 250 ' C 35 & C 150' C 250 'C 350' C
Softening point (KS) 78 'C 77' C 85 'C go' C 850 C I01 ' C 122' C 95 'C 115' C 163 ' C
Benzene - insoluble ..... 23.4% 25.4% 26.4l) /, 29.80 /, 28.304 33.10 /, 39.10 /, 29.70 /, 38.20 /, 47, 60 /,
Pyridine - insoluble .... 9.4 ') /, 10.50 /, 12.30 /, 15.80 / 0 10.7% 19.10 /, 29.3 "/ o I2.9% 25, 0% 40.00 /,
medium molecular weight resins. 10.2 ') / o 14.60 /, 15.1 0 /, 15.80 /, 17.0 % 18.3% I2.9% 24.0% 25.0% 29.9%