RU2088694C1 - Способ получения анодной массы - Google Patents
Способ получения анодной массы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2088694C1 RU2088694C1 RU9595102054A RU95102054A RU2088694C1 RU 2088694 C1 RU2088694 C1 RU 2088694C1 RU 9595102054 A RU9595102054 A RU 9595102054A RU 95102054 A RU95102054 A RU 95102054A RU 2088694 C1 RU2088694 C1 RU 2088694C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pitch
- anode
- additive
- anode mass
- coke
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000011295 pitch Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000011294 coal tar pitch Substances 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 239000011300 coal pitch Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract 1
- FMMWHPNWAFZXNH-UHFFFAOYSA-N Benz[a]pyrene Chemical compound C1=C2C3=CC=CC=C3C=C(C=C3)C2=C2C3=CC=CC2=C1 FMMWHPNWAFZXNH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- DXBHBZVCASKNBY-UHFFFAOYSA-N 1,2-Benz(a)anthracene Chemical compound C1=CC=C2C3=CC4=CC=CC=C4C=C3C=CC2=C1 DXBHBZVCASKNBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 10
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 10
- TXVHTIQJNYSSKO-UHFFFAOYSA-N BeP Natural products C1=CC=C2C3=CC=CC=C3C3=CC=CC4=CC=C1C2=C34 TXVHTIQJNYSSKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- -1 polycyclic aromatic carbohydrates Chemical class 0.000 description 4
- 239000012261 resinous substance Substances 0.000 description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 4
- 231100000357 carcinogen Toxicity 0.000 description 3
- 239000003183 carcinogenic agent Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003708 ampul Substances 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 239000011305 binder pitch Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000011329 calcined coke Substances 0.000 description 1
- 239000002008 calcined petroleum coke Substances 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000011335 coal coke Substances 0.000 description 1
- 239000011285 coke tar Substances 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000003961 organosilicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к получению углеродных материалов и может быть использовано в процессах электролиза с расходуемым самообжигающимся угольным анодом, в частности в производстве алюминия. Способ получения анодной массы заключается в том, что в анодную массу, содержащую прокаленный электронный кокс и каменноугольный пек, добавляют адсорбенты со средним радиусом пор в интервале 2,6 -3,7 нм. В качестве добавки используют активированные угли при содержание в пеке 3,0-5,0 мас.%. Перед смешением с коксом добавку вводят в пек и выдерживают при 175-290 oC в течение 1,5-2,0 ч. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к получению углеродных материалов и может быть использовано в процессах электролиза с расходуемым самообжигающимся угольным анодом, в частности в производстве алюминия.
Известно, что для производства электродов используется масса, состоящая из 70-73 прокаленного нефтяного или угольного кокса и 27- 30каменного пека [1] Для получения обожженного электрода требуется 20-22 пека. Пек играет роль связующего и придает анодной массе необходимые пластические и текучие свойства. При использование электролизеров с самообжигающимся электродом формирование электрода происходит путем опускания анодной массы в стальном кожухе в электролизную ванну. При этом температура анодной массы повышается от 100oC вверху до 950-970oC при контакте с электролитом. В средней и нижней частях анода происходит карбонизация и графитизация массы и формирование собственно электрода. С верхней части жидкой анодной массы вместе с анодными газами происходит выделение паров и аэрозолей смолистых веществ, в том числе канцерогенных полициклических ароматических углеводов (ПАУ), входящих в состав пека. Пек содержит более 50% ПАУ и характеризуется выходом летучих веществ до 60% [2] Содержание канцерогенных ПАУ в каменноугольном пеке, в частности бенз(а)пирена может составить 2,0-10,0 в связи с чем эмиссия этих соединений в атмосферу достигает значительных величин.
Для снижения выделения смолистых веществ, в том числе канцерогенных, при формирование анодов алюминиевых электролизеров анодную массу после загрузки в стальной кожух покрывают слоем низкомолекулярных кремнийорганических соединений, в качестве которых используют жидкие металлоорганические соединения-полиэтилсилоксан и полиметилсилоксан. При увеличение толщины защитного слоя от 1 до 10 мм снижение выделения смолистых веществ с поверхности анода составляет 31,6-81,6
Недостатками данного технического решения являются большой расход дорогого полиэтилсилоксана (22,2 кг на один электрод при толщине слоя 1 мм) и невозможность полного удаления канцерогенных веществ.
Недостатками данного технического решения являются большой расход дорогого полиэтилсилоксана (22,2 кг на один электрод при толщине слоя 1 мм) и невозможность полного удаления канцерогенных веществ.
Наиболее близким к предлагаемому является способ, в котором для уменьшения количества выделяющихся с поверхности жидкости анодной массы канцерогенных веществ в состав анодной массы, включающей основные компоненты - каменноугольный пек (связующее) и электродный кокс (наполнитель), вводят растворитель (0,5-4,5%) с температурой кипения 150-350oC (например, поглотительное масло). Введение такой добавки улучшает пластические свойства анодной массы, что позволяет уменьшить количество связующего пека с 26-33 до минимально допустимого содержания 20-24% и, как следствие, снизить выделение смолистых веществ.
К недостаткам следует отнести то, что введение растворителя не обеспечивает максимально возможного снижения выброса канцерогенных ПАУ, содержащихся в пеке и выделяющихся из жидкой части анодной массы. Способ выбран за прототип.
Целью изобретения, является снижение эмиссии канцерогенных ПАУ (бенз(а)пирена и бенз(а)антрацена) в процессах электролиза с самообжигающимися анодами.
Это достигается тем, что в анодную массу, содержащую кокс и каменноугольный пек, добавляют адсорбенты со средним радиусом пор 2,6-3,7 нм. Другим отличием является то, что в качестве добавки используют активированный уголь при его содержание в пеке 3,0-5,0 Перед смешением с коксом добавку сначала вводят в пек и выдерживают при температуре 175-290oC в течение 1,5-2,0 ч.
Сущность предлагаемого технического решения состоит в следующем.
При введение в пек адсорбента, размеры которого соответствуют динамическому размеру молекул ПАУ, протекает избирательная адсорбция канцерогенных ПАУ; в частности бенз(а)пирена и бенз(а)антрацена, т.е. происходит извлечение этих соединений из состава пека. В результате этого канцерогенные ПАУ, ранее содержащиеся в пеке, удерживаются адсорбентом в составе анодной массы до более высоких температур, чем без адсорбента и не выделяются в газовую среду в ходе формирования анода в электролизе. Кроме того, за счет увеличения времени пребывания ПАУ в зоне формирования анода повышается степень из карбонизации и графитизации. В качестве добавки предпочтительно использование низкозольных активированных углей, поскольку такие угли не будут вносить примесей, ухудшающих качество электрода.
Сущность предлагаемого способа подтверждается следующими примерами.
Пример 1. В стеклянную ампулу помещают 90,0-99,0 г сухого каменноугольного среднетемпературного пека марки Б с температурой размягчения 70oC (содержание бенз(а)пирена 2,8 и бенз(а)антрацена 4,3%) и 1,0-10,0 г адсорбента. Смесь нагревают в изотермическом режиме до 175-290oC и выдерживают в течение 1,0-2,0 ч. Затем пек отделяют и анализируют на содержание бенз(а)пирена (Б(а)П и бенз(а)антрацена (Б(а)А) спектрофотометрическим методом. Результаты измерения приведены в таблице.
Пример 2. Обработку пека проводят как в примере 1, после чего смесь охлаждают до 80oC, добавляют прокаленный кокс и перемешивают. Ампулы нагревают до 300oC и выдерживают 1,0 ч при этой температуре. Выделившийся в ходе эксперимента ПАУ улавливают охлаждаемым фильтром, вставленным в открытый конец ампулы. При степени извлечения бенз(а)пирена и бенз(а)антрацена из пека 90-100% выделения паров этих соединений в газовую фазу не наблюдалось.
Таким образом, высокой изобретательной способностью в отношение канцерогенных составляющих пека бенз(а)пирена и бенз(а)антрацена обладают адсорбенты со средним радиусом пор 2,6-3,7 нм. Уменьшение или увеличения размера пор относительно оптимального приводит к потере адсорбционной способности по отношению к бенз(а)пирену и бенз(а)антрацену. В присутствие адсорбентов с оптимальной пористой структурой наблюдается рост степени извлечения бенз(а)пирена и бенз(а)антрацена при увеличение времени адсорбции или содержание адсорбента в пеке. Оптимальное содержание адсорбента в пеке составляет 3,0-5,0% поскольку введение большего количества добавки не приводит к существенному повышению степени извлечения канцерогенных ПАУ. Повышение температуры адсорбции также увеличивает степень извлечения бенз(а)пирена и бенз(а)антрацена.
Введение в состав однородной массы активных углей не оказывает заметное влияния на качественные характеристики однородных масс и обеспечивает сохранение высоких физико-механических показателей. Применение данного технического решения позволяет практически полностью устранить эмиссию канцерогенных ПАУ бенз(а)пирена и бенз(а)антрацена и тем самым снизить степень загрязнения окружающей среды.
Claims (3)
1. Способ получения анодной массы, включающий смешение прокаленного электродного кокса, каменноугольного пека и добавки, отличающийся тем, что в качестве добавки используют адсорбенты со средним радиусом пор в интервале 2,6 3,7 нм, которые вводят в пек перед смешением с коксом.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве добавки используют активированные угли при содержании в пеке 3 5 мас.
3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что смесь пека с добавкой выдерживают при 175 290oС в течение 1,5 2,0 ч.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU9595102054A RU2088694C1 (ru) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | Способ получения анодной массы |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU9595102054A RU2088694C1 (ru) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | Способ получения анодной массы |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95102054A RU95102054A (ru) | 1996-12-10 |
| RU2088694C1 true RU2088694C1 (ru) | 1997-08-27 |
Family
ID=20164759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU9595102054A RU2088694C1 (ru) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | Способ получения анодной массы |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2088694C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2242538C2 (ru) * | 2002-09-16 | 2004-12-20 | Открытое акционерное общество "Сибирский научно-исследовательский, конструкторский и проектный институт алюминиевой и электродной промышленности" | Способ производства анодной массы (варианты) |
| RU2337895C2 (ru) * | 2006-09-04 | 2008-11-10 | Закрытое акционерное общество "Институт новых углеродных материалов и технологий" (ЗАО "ИНУМиТ") | Способ изготовления связующего для производства электродных материалов |
| CN102345142A (zh) * | 2011-09-23 | 2012-02-08 | 中南大学 | 一种铝电解用炭素阳极糊料混捏的方法 |
-
1995
- 1995-02-10 RU RU9595102054A patent/RU2088694C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1555397, кл. C 25 B 3/12, 1990. 2. Авторское свидетельство СССР N 1768662, кл. C 25 B 3/12, 1992. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2242538C2 (ru) * | 2002-09-16 | 2004-12-20 | Открытое акционерное общество "Сибирский научно-исследовательский, конструкторский и проектный институт алюминиевой и электродной промышленности" | Способ производства анодной массы (варианты) |
| RU2337895C2 (ru) * | 2006-09-04 | 2008-11-10 | Закрытое акционерное общество "Институт новых углеродных материалов и технологий" (ЗАО "ИНУМиТ") | Способ изготовления связующего для производства электродных материалов |
| CN102345142A (zh) * | 2011-09-23 | 2012-02-08 | 中南大学 | 一种铝电解用炭素阳极糊料混捏的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU95102054A (ru) | 1996-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4318824A (en) | Manufacture of porous carbon | |
| Ganan et al. | Preparation of activated carbons from bituminous coal pitches | |
| Gañán-Gómez et al. | Preparation and characterization of activated carbons from impregnation pitch by ZnCl2 | |
| Mahajan et al. | Low-temperature air oxidation of caking coals. 1. Effect on subsequent reactivity of chars produced | |
| US5639707A (en) | Process for the storage of methane with activated carbon | |
| JP2011522104A (ja) | コールタール蒸留物から低パッフィングニードルコークスを製造する方法 | |
| Hu et al. | A new composite adsorbent produced by chemical activation of elutrilithe with zinc chloride | |
| RU2088694C1 (ru) | Способ получения анодной массы | |
| Santana et al. | Activated carbon from bamboo (Bambusa vulgaris) waste using CO 2 as activating agent for adsorption of methylene blue and phenol | |
| JP2011089024A (ja) | 改質タール並びに改質タールの製造方法、生コークスの製造方法及びニードルコークスの製造方法 | |
| Minkova et al. | Effect of water vapour on the pyrolysis of solid fuels: 2. Effect of water vapour during the pyrolysis of solid fuels on the formation of the porous structure of semicoke | |
| CA1071177A (en) | Active carbon process and composition | |
| KR20130045653A (ko) | 고온에서 탄화된 대두 짚 또는 땅콩 껍질로 부터 수득한 바이오 차를 이용하여 트라이클로로에틸렌을 흡착시키는 방법 | |
| RU2415808C1 (ru) | Способ получения активного угля | |
| Moskalev et al. | Formation of isotropic coke microstructure. 3. Generation of isotropic coke from thermal oxidation products of coal tar | |
| IT201800011015A1 (it) | Procedimento di preparazione di carbone attivo a partire da residui petroliferi | |
| Machado et al. | Eco-friendly foams from eucalyptus-bleached cellulose biochars for organic contaminant adsorption in oilfield water | |
| Mochida et al. | Carbonization of coal tar pitch denitrogenated by metal sulfates | |
| RU2337895C2 (ru) | Способ изготовления связующего для производства электродных материалов | |
| Aubakirov et al. | Integrated Thermal Conversion of Petroleum Residues and Waste Engine Oils for Enhanced Coke Production | |
| JP7669106B1 (ja) | 石油系軟ピッチ混合物及び溶融金属出湯口用閉塞材 | |
| Bala et al. | Production and characterization of carbon molecular sieves from bituminous lafia-obi nasarawa coal by pore size modification with spent engine oil | |
| Damdin et al. | Preparation and characterization of activated carbons from different kinds of coal | |
| RU2555485C1 (ru) | Способ переработки отработанного поликарбоната | |
| Pokonova | Carbon adsorbents from petroleum pitch |