JPS594517B2 - 黒鉛電極材の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は黒鉛電極材、とくに電解用黒鉛電極材の製造法
に関する。

従来、電解用陽極材として人造黒鉛電極が広く使用され
ているが、その主用途は食塩水溶液電解用である。

黒鉛電極の製造法はアーク炉用人造黒鉛電極と等しく、
コークスを原料として粉砕、ピッチ、タールを加えて捏
合、押出成形焼成及び黒鉛化後、加工する各工程から成
る。黒鉛材の気孔を少なくするために、焼成又は黒鉛化
後にピッチ、タールを浸漬させて再び黒鉛化して気孔部
を埋める方法もとられている。しかし、二酸化マンガン
製造における硫酸マンガン電解に従来の食塩電解用黒鉛
電極材を陽極として用いた場合、陽極の消耗が多く、又
析出する二酸化マンガンを剥離する工程で折損、割れ、
欠け等の損傷を受けることが多い等の欠点があつた。こ
れは最終的に黒鉛質の５ 材料を陽極として用いた場合
には、酸素による酸化反応の他、硫酸による層間化合物
の生成が見られるため消耗速度が速くなり、又材料自体
も脆くなるものと考えられる。本発明の目的は、従来に
おける前記のような欠１０点を解消して、消耗ゆ１歩な
く、かっ二酸化マンガン剥離工程での損傷の少ない電解
用陽極材としての黒鉛電極材を実現するにある。

前記の目的を達成するための、この発明の要旨とすると
ころは、カーボン原料の粉粒体を骨材と１５し、該骨材
にバインダーを加えて混捏して成形後、焼成、黒鉛化し
て得られた黒鉛材にコールタールを含浸し、ついで６０
０〜９００℃に処理を行うことを特徴とする黒鉛電極材
の製造法である。

前記において、カーボン原料とは石油及び石炭２０系コ
ークス、天然黒鉛、人造黒鉛、カーポンプラック、熱分
解黒鉛、炭素繊維等を指すが、主には石炭系コークスを
仮焼、粉砕した粉粒体を骨材として用いる。また粉粒体
は骨格粒（粒径０．１５〜０．５關）を３０〜４０ｗｔ
、％を含有するよう配合２５することが望ましい。それ
は３０ｗｔ、％未満では黒鉛電極材の強度の向上は見ら
れるが、電解消耗はかえつて大きくなり、４Ｏｗｔ、％
を越えると密度及び強度が低くなるため好ましくない。
バインダーとしてはピッチ、タール、樹脂等が３０用い
られるが、一般には適宜軟化点に調整したピッチを使用
すればよい。バインダー量はカーボン原料の粉粒体に対
して外割りで３０〜４５ｗｔ、％添加して混捏し、その
混捏物を押出又はモールド成型し、焼成し、ついで２４
００〜３０００℃で３５黒鉛化して黒鉛材を得る。黒鉛
材には２０〜２５ｖｏι、％程度の気孔率を有している
ので、強度が不十分であり、故に、気孔部を耐蝕性にす
ぐれた物質で充填、被覆する必要がある。

本発明は前記に述べたように黒鉛材の気孔部にコールタ
ールを含浸した後、６００〜９００℃に再焼成して黒鉛
材に対して外割りで２〜７ｗｔ．％の炭素質物を充填被
覆させることにより得られた。

これにより気孔内への電解液の浸透及び層間化合物の生
成を防止させることが可能となつた。しかし、再焼成温
度が６００℃未満では含浸剤の炭化が不充分で、電解液
が着色し汚染し易い。一方、９００℃を越えると電解消
耗率が徐々に大きくなり、黒鉛化度が急激に発達する２
１００℃以上では層間化合物の生成が顕著になる。以下
実施例により本発明の方法を説明するがこれらによつて
本発明が限定されるものではない。

実施例 １配合した石炭コークスの粉粒体｛骨格流（粒
径０．１５〜０．５ｎ）を３０重量ｅ含有｝に中ピツチ
を加え混捏後、押出成形により厚サ１００１１Ｘ幅２０
０ｎ×長サ１５００鰭の寸法の成形体を得た。

この成形体を７００℃まで焼成し、ついで２８００℃で
黒鉛化をした。この黒鉛材にコールタールを減圧、加圧
法により含浸し、更にこの含浸品を７００℃まで加熱し
て再焼成し、気孔部に炭素質物を充填、被覆した黒鉛電
極材を得た。

得られた黒鉛電極材より厚サ１０１１×幅７０１１Ｌｍ
Ｘ長サ１７０１Ｓの試料を５枚加工し、下記電解条件に
より陽極として用いて電解消耗試験を行つた。

電解条件（イ）電解液組成 Ｒ２ＳＯ４：４９ｙ／１
ＭｎＳ０４：５０ｆ／１１９０℃ ０．８〜１．２Ａ／Ｄｍ２ ｌＯＯＯＡＨｒ（但し２５０ ＡＨｒ毎に析出） 黒鉛電極 （ロ）電解液温度 （ハ）通電密度 （ニ）通電量 （ホ）陰 極 比較例 １ 実施例１におけるコールタール含浸前の黒鉛材を用いて
試料を作成した。

比較例 ２ 実施例１におけるコールタール含浸品を２６００℃まで
加熱処理して得た黒鉛化品より試料を作成した。

比較例 ３ 実施例１におけるコールタール含浸品を５００℃まで加
熱した後、これより試料を作成した。

比較例 ４実施例１におけるコールタール含浸品を１１
００℃まで加熱して焼成後、これより試料を作成した。

比較例１〜４にて作成した試料を用いて、以下実施例１
と同一条件で電解消耗試験を行つた。実施例１および比
較例１〜４の材料特性および実験結果は第１表に示した
。実施例 ２ 骨格粒（粒径０．１５〜０．５ｍ０を３５ｗｔ．％含有
する石炭コークスの粉粒体を用い、実施例１と同一条件
にて黒鉛材を得、更にコールタール含浸後、７００℃に
再焼成して気孔部を炭素質物を充填、被覆された黒鉛電
極材を得た。

これより試料を作成し、実施例１と同一条件で電解消耗
試験を行つた。材料特性及び試験結果は第２表に示した
。比較例 ５〜７実施例２において骨格粒（０．１５〜
０．５１０を０ｗｔ．％、１０ｗｔ０％、２０ｗｔ．％
の割合で配合した粉粒体を用い、以下それぞれにつき実
施例１と同様にして黒鉛材を得、更にコールタール含浸
後、７００℃に再焼成して黒鉛電極材を得た。

これらから試料を作成し、各々電解消耗試験を行つた結
果は第２表に示すとおりであつた。骨格粒の配合比を少
なくすると強度の向上はあるが、逆に、耐消耗性に劣つ
ていることが分る。上記結果より本発明品は耐消耗性に
すぐれていることが分つた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ カーボン原料の粉粒体を骨材とし、該骨材にバイン
   ダーを加えて混捏して成形後、焼成、黒鉛化して得られ
   た黒鉛材にコールタールを含浸し、ついで６００〜９０
   ０℃に再焼成する処理を行うことを特徴とする黒鉛電極
   材の製造法。