RU2196192C2 - Anodic mass production method - Google Patents

Anodic mass production method Download PDF

Info

Publication number
RU2196192C2
RU2196192C2 RU2001107453A RU2001107453A RU2196192C2 RU 2196192 C2 RU2196192 C2 RU 2196192C2 RU 2001107453 A RU2001107453 A RU 2001107453A RU 2001107453 A RU2001107453 A RU 2001107453A RU 2196192 C2 RU2196192 C2 RU 2196192C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pitch
mixture
fraction
additive
pitches
Prior art date
Application number
RU2001107453A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001107453A (en
Inventor
Л.В. Рагозин
А.А. Ефимов
А.А. Бахтин
Б.Н. Полевой
В.П. Ланьшин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Сибирско-Уральская алюминиевая компания"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Сибирско-Уральская алюминиевая компания" filed Critical Открытое акционерное общество "Сибирско-Уральская алюминиевая компания"
Priority to RU2001107453A priority Critical patent/RU2196192C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2196192C2 publication Critical patent/RU2196192C2/en
Publication of RU2001107453A publication Critical patent/RU2001107453A/en

Links

Images

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: nonferrous metallurgy. SUBSTANCE: method involves preparing burden of pitch and/or oil cokes, receiving, thermostatically controlling and homogenizing hydrocarbon binder comprising mixture of coal tar and/or oil pitches; dosing and mixing while heating cokes and pitches. Coal tar and/or oil pitches are separately received from suppliers and thermostatically controlled with following preparing of mixture comprising different grades of pitches and homogenizing thereof under turbulence mode. Pitches are dosed in an amount providing content of α- fraction in pitch mixture within the range of 26-28% and of α1- fraction within the range of 6-8%. Method is used for manufacture of anodes for aluminum electrolyzers. EFFECT: wider range of raw materials, improved and stabilized quality of binders used for manufacture of anodic mass and, as a consequence, increased technical and economic efficiency of anodic mass and electolyzer. 4 cl, 2 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к электродному производству, в частности к производству анодной массы для самообжигающихся анодов алюминиевых электролизеров, и может быть использовано в производстве обожженных анодов. The present invention relates to electrode production, in particular to the production of anode paste for self-baking anodes of aluminum electrolysis cells, and can be used in the production of baked anodes.

Известно, что общей тенденцией в коксохимической промышленности является снижение выпуска каменноугольных пеков и повышение их пиролизованности. В результате ощущается острый дефицит каменноугольных пеков и они становятся более тяжелыми и менее пластичными. It is known that a general trend in the coke industry is a decrease in the production of coal tar pitch and an increase in their pyrolysis. As a result, there is an acute shortage of coal tar pitch and they become heavier and less ductile.

Альтернативным связующим можно считать нефтяной пек, но среднетемпературные нефтяные пеки, выпускаемые на нефтеперерабатывающих заводах, имеют низкий коксовый остаток, что не позволяет получать анодную массу на их основе и соответственно самообжигающиеся аноды требуемого качества. Oil pitch can be considered an alternative binder, but medium-temperature oil sands produced at refineries have a low coke residue, which does not allow to obtain anode mass on their basis and, accordingly, self-baking anodes of the required quality.

С другой стороны, значительный объем производства анодной массы, обусловленный ее высоким расходом в электролизе (до 500-600 кг/т А1), требует ритмичного поступления связующих материалов в количестве, которое не может быть обеспечено одним-двумя отечественными поставщиками. В результате алюминиевые заводы вынуждены одновременно перерабатывать пеки различных поставщиков, отличающиеся как по происхождению (нефтяные, каменноугольные), так и по своим физико-химическим свойствам, обусловленным технологическими особенностями поставщика-производителя:
- температуре размягчения,
- содержанию веществ, не растворимых в хинолине (α1-фракция),
- содержанию веществ, не растворимых в толуоле (α-фракция),
- выходу летучих веществ.
On the other hand, a significant volume of production of the anode mass, due to its high consumption in electrolysis (up to 500-600 kg / t A1), requires a steady supply of binder materials in an amount that cannot be provided by one or two domestic suppliers. As a result, aluminum smelters are forced to simultaneously process the sands of various suppliers, differing both in origin (oil, coal) and in their physical and chemical properties, due to the technological characteristics of the supplier-manufacturer:
- softening temperature,
- the content of substances insoluble in quinoline (α 1 fraction),
- the content of substances insoluble in toluene (α-fraction),
- release of volatile substances.

Так, для каменноугольных пеков ГОСТом 10200-83 предусмотрен выпуск трех марок пека: "А" и "Б" (среднетемпературные пеки), "В"(пеки с повышенной температурой размягчения). So, for coal tar pitch GOST 10200-83 provides for the release of three brands of pitch: "A" and "B" (medium temperature pitch), "B" (pitch with a softening point).

Известны ряд способов, направленных на одновременное вовлечение в процесс производства анодной массы пеков с различными физико-химическими характеристиками, в том числе и нефтяных пеков (А.С. СССР N 1520899, С 25 С 3/12, 10.11.87, "Анодная масса для самообжигающихся анодов алюминиевых электролизеров"; A. C. СССР N 1512180, С 25 С 3/12, 26.08.87, "Углеродистая анодная масса"; А. С. СССР N 824691, С 25 С 3/12, 08.10.76, "Способ производства анодной массы"). A number of methods are known aimed at simultaneously involving in the production process the anode mass of pitch with various physicochemical characteristics, including oil pitch (AS USSR N 1520899, C 25 C 3/12, 10.11.87, "Anode mass for self-baking anodes of aluminum electrolytic cells "; AC USSR N 1512180, С 25 С 3/12, 08/26/87," Carbon anode mass "; A. S. USSR N 824691, С 25 С 3/12, 08.10.76," Method production of the anode mass ").

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является техническое решение по патенту РФ N 2080418, С 25 С 3/12, 27.05.97, "Способ производства анодной массы алюминиевых электролизеров", заключающееся в том, что в производстве анодной массы в качестве углеродсодержащего связующего используют гомогенную смесь, полученную путем смешивания каменноугольного пека с нефтяным пеком при соотношении 19:1- 2:1. Смешивание каменноугольного пека с нефтяным пеком выполняют перекачиванием смеси из нижней зоны емкости в верхнюю из расчета 1-3-кратного обмана общим потоком в турбулентном режиме. The closest in technical essence and the achieved result is the technical solution according to the patent of the Russian Federation N 2080418, С 25 С 3/12, 05/27/97, "Method for the production of the anode mass of aluminum electrolysis cells", which consists in the fact that in the production of the anode mass as a carbon-containing binder use a homogeneous mixture obtained by mixing coal tar pitch with oil pitch at a ratio of 19: 1 to 2: 1. Mixing coal tar pitch with oil pitch is carried out by pumping the mixture from the lower zone of the tank to the upper one based on a 1-3-fold deception by a common stream in a turbulent mode.

Недостатком данного способа является слoжнocть его реального технологического осуществления, так как авторы, заявляя для гомогенной смеси достаточно широкий диапазон соотношений различных пеков (19:1-2:1), не конкретизировали, по какому принципу выбирается то или иное соотношение, по какому параметру осуществляется контроль, на стабилизацию какого технологического показателя направлена заявленная технология. The disadvantage of this method is the complexity of its real technological implementation, since the authors, stating for a homogeneous mixture a sufficiently wide range of ratios of various pitch (19: 1-2: 1), did not specify by what principle this or that ratio is selected, by what parameter is carried out control on stabilization of which technological indicator the claimed technology is directed.

Известно, что основная задача любой технологии производства анодной массы - добиться стабильного качества анодной массы, соответствующего требованиям ТУ 48-5-80-86. It is known that the main task of any technology for the production of anode paste is to achieve a stable quality of the anode paste that meets the requirements of TU 48-5-80-86.

По известной технологии добиться этого не представляется возможным в связи с тем, что приемку и термостатирование пеков осуществляют по мере их поступления от поставщиков общим потоком, не обращая внимания на изменения во времени поставщиков и объемов поставок, а значит, качественных характеристик поступающего сырья. It is not possible to achieve this by the known technology due to the fact that the pitches are accepted and thermostated as they arrive from the suppliers in a common flow, not paying attention to changes in the suppliers' time and supply volumes, and therefore, the qualitative characteristics of the incoming raw materials.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение сырьевой базы производства анодной массы, улучшение и стабилизация качества связующего используемого для производства анодной массы и, как следствие, повышение технико-экономических показателей производства анодной массы и электролиза в целом. The objective of the invention is to expand the raw material base for the production of anode paste, improve and stabilize the quality of the binder used to produce the anode paste, and, as a result, increase the technical and economic indicators of the production of the anode paste and electrolysis as a whole.

Техническим результатом предложенного способа является возможность стабилизации физико-химических свойств связующего за счет использования в производстве анодной массы аддитивной смеси пеков, состав которой определяется исходя из цели стабилизации контрольных качественных показателей смеси, а именно стабилизации содержания α- и α1-фракций.The technical result of the proposed method is the ability to stabilize the physicochemical properties of the binder by using an additive pitch mixture in the production of the anode mass, the composition of which is determined based on the goal of stabilizing the control quality indicators of the mixture, namely, stabilizing the content of α and α 1 fractions.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе производства анодной массы для электролитического получения алюминия, включающем подготовку шихты из пековых и/или нефтяных коксов, приемку, термостатирование, гомогенизацию углеводородного связующего из смеси каменноугольных и/или нефтянык пеков, дозирование коксов и пеков и смешивание их при нагреве, приемку от поставщиков и термостатирование каменноугольных и/или нефтяных пеков осуществляют раздельно, затем готовят аддитивную смесь различных пеков и гомогенизируют ее в турбулентном режиме, причем дозировку различных пеков в смесь осуществляют в количестве, обеспечивающем содержание α-фракции в аддитивной смеси пеков в пределах 26-28%, а α1-фракции в пределах 6-8%, при этом гомогенизацию аддитивной смеси пеков осуществляют при температуре, в 1,7-2 раза превышающей температуру размягчения каменноугольных пеков, при этом термостатированию подвергают пеки с содержанием в них "летучих" веществ более 58%, к тому же в аддитивную смесь пеков добавляют пыль электрофильтров с содержанием фракции -0,05 мм не менее 70-75% и/или пековые осадки фракции -1 мм, причем суммарное содержание α1-фракции в аддитивной смеси пеков и указанных выше добавок в виде пыли электрофильтров и/или пековых осадков поддерживают в пределах 6-8%.The specified technical result is achieved by the fact that in the method for the production of the anode mass for the electrolytic production of aluminum, including the preparation of a mixture from pitch and / or petroleum coke, acceptance, temperature control, homogenization of a hydrocarbon binder from a mixture of coal and / or petroleum pitch, dosing of coke and pitch and mixing when heated, acceptance from suppliers and thermostating of coal and / or oil pitch are carried out separately, then an additive mixture of various pitch is prepared and homogenized in the turbulent regime, the dosing is different pitches in the mixture is carried out in an amount providing a content of α-fraction in the additive mixture of pitches in the range 26-28%, and the fraction α 1 in the range of 6-8%, the homogenization additive mixture is carried out at pitches a temperature 1.7–2 times higher than the softening temperature of coal tar pitch, while thermostat is subjected to a pitch with a volatile content of more than 58%; moreover, dust of electrostatic precipitators with a fraction of -0.05 mm is added to the additive pitch mixture not less than 70-75% and / Whether pitch fraction precipitates -1 mm, wherein the total content of α 1 fraction in the additive mixture of the aforementioned pitches and the additives in the form of electrostatic dust and / or precipitation of pitch is maintained in the range of 6-8%.

Кратко техническая сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что знание свойств исходных пеков, точность их дозирования в аддитивную смесь с учетом рекомендаций по реализации способа, гомогенизация смеси в малых объемах и гарантированные параметры смешения позволяют получить массу с гарантированными стабильными свойствами. Briefly, the technical essence of the present invention lies in the fact that knowledge of the properties of the starting pitch, the accuracy of their dosing in an additive mixture, taking into account recommendations for the implementation of the method, homogenization of the mixture in small volumes and guaranteed mixing parameters allow to obtain a mass with guaranteed stable properties.

Известно, что выход кокса из связующего прежде всего зависит от содержания в нем α-фракции, причем в последнее время α-фракцию подразделяют на α1- и α2-фракции:
1-фракция (или карбоиды) содержит частицы полукокса, кокса и минеральные примеси. Карбоиды - инертный наполнитель. Они не обладают связующими свойствами, но служат центрами коксообразования, активизируют процесс коксования и способствуют увеличению выхода кокса из более низкомолекулярных компонентов пека -фракций и ;
2-фракция (или карбены) считается одной из важнейших, так как по ее содержанию в электродном пеке можно дать частичную оценку его качества и пригодности для анодной массы. Эта составляющая пека при нагревании плавится и обладает свойствами связующего, при увеличении ее содержания качество связующего улучшается.
It is known that the yield of coke from the binder primarily depends on the content of the α-fraction in it, and more recently, the α-fraction has been divided into α 1 and α 2 fractions:
1 fraction (or carboids) contains particles of semicoke, coke and mineral impurities. Carboids are an inert filler. They do not have binding properties, but serve as centers of coke formation, activate the coking process and contribute to an increase in the yield of coke from the lower molecular weight components of the pitch fractions and;
2 fraction (or carbenes) is considered one of the most important, since its content in the electrode pitch can give a partial assessment of its quality and suitability for the anode mass. This component of the pitch melts when heated and has the properties of a binder, with an increase in its content, the quality of the binder improves.

Для практического осуществления предлагаемого способа на заводах-изготовителях анодной массы необходимо кроме осуществления входного контроля поступающих на переработку пеков проводить определение показателей α- и α1-фракций непосредственно перед подачей пека в производство.For the practical implementation of the proposed method at the manufacturing plants of the anode mass, it is necessary, in addition to the input control of the pitch arriving for processing, to determine the α and α 1 fractions immediately before the pitch is put into production.

Общими признаками предлагаемого способа и способа по прототипу является следующее:
1) приемку поступающих нефтяных пеков осуществляют раздельно от каменноугольных;
2) готовят углеводородное связующее в виде смеси пеков с различными физико-химическими свойствами;
3) гомогенизируют смесь в турбулентном режиме.
Common features of the proposed method and the prototype method is the following:
1) acceptance of incoming oil pitch is carried out separately from coal;
2) prepare a hydrocarbon binder in the form of a mixture of pitch with various physico-chemical properties;
3) homogenize the mixture in a turbulent mode.

Но, как указывалось выше, реализовать спосoб по прототипу на практике не представляется возможным, так как:
- во-первых, не определен контрольный параметр для выбора оптимального соотношения смешиваемых пеков;
- во-вторых, предлагается выполнять гомогенизацию перекачиванием смеси пеков из нижней зоны емкости в верхнюю общим потоком в турбулентном режиме, что, как показала практика, не позволяет усреднить физико-химические показатели составляющих смесь пеков из-за недостаточной турбулентности при работе с большими объемами. Практически перекачка пека идет послойно без перемешивания.
But, as mentioned above, to implement the prototype method in practice is not possible, since:
- firstly, the control parameter for choosing the optimal ratio of mixed pitch is not defined;
- secondly, it is proposed to perform homogenization by pumping the pitch mixture from the lower zone of the tank to the upper common stream in a turbulent mode, which, as practice has shown, does not allow to average the physicochemical parameters of the pitch mixture due to insufficient turbulence when working with large volumes. The pitch is practically pumped in layers without mixing.

Поэтому основными отличительными признаками предлагаемого изобретения являются:
во-первых, не спонтанный выбор соотношения различных пеков в аддитивной смеси, а подбор с учетом их исходных свойств, при этом дозирование в смесь и контроль ее качества осуществляют по наиболее важному показателю, влияющему на выход кокса из связующего, содержанию фракции в смеси,
во-вторых, аддитивную смесь готовят и гомогенизируют в малых объемах в пекотрассе. То есть перемешивание пеков и их усреднение происходит при одновременной сдозированной перекачке пеков со склада пека в главный корпус в пекотрассе и в напорном баке, куда приготовленная аддитивная смесь поступает из пекоплавителей. Турбулизация в пекотрассе обеспечивается за счет ввода в аддитивную смесь составляющих ее пеков в потоках, направленных под углом друг к другу и со скоростью, обеспечивающей турбулентный режим в пекотрассе.
Therefore, the main distinguishing features of the invention are:
firstly, it is not a spontaneous choice of the ratio of various pitch in the additive mixture, but selection based on their initial properties, while dosing into the mixture and controlling its quality is carried out according to the most important indicator that affects the coke yield from the binder, the content of the fraction in the mixture,
secondly, the additive mixture is prepared and homogenized in small volumes in the pecotrass. That is, the mixing of the pitches and their averaging occurs during the simultaneous metered pumping of the pitches from the pitch warehouse into the main building in the pitch line and in the pressure tank, where the prepared additive mixture is supplied from the bakers. Turbulization in the peck-road is ensured by introducing into the additive mixture its pitch peaks in the flows directed at an angle to each other and at a speed that ensures turbulent mode in the pek-pipe.

К отличительным признакам можно отнести и следующее:
- если по прототипу раздельный прием пеков осуществляется только на основе его происхождения (нефтяной или каменноугольный), то в заявляемом изобретении прием пеков от всех поставщиков осуществляется раздельно, так как даже среди каменноугольных или нефтяных пеков показатели качества сильно разнятся. Раздельно осуществляется и термостатирование, причем пеки термостатируют до содержания в них "летучих" веществ менее 58%. Контроль пеков на α- и α1-фракцию желательно осуществлять после термостатирования;
- для обеспечения однородности смеси углеводородного связующего предлагается гомогенизацию осуществлять в турбулентном режиме при температуре, в 1,7-2 раза превышающей температуру размягчения каменноугольных пеков, то есть если на приготовление смеси одновременно направляется среднетемпературный и высокотемпературный пеки, то выбор температуры гомогенизации осуществляется исходя из температуры размягчения высокотемпературного пека;
- при необходимости вовлекать в производство анодной массы нефтяной пек, отличающийся низким содержанием α-фракции, авторы предлагают осуществлять его корректировку по данному показателю, а точнее по α1-фракции, добавлением пыли электрофильтров и/или пековых осадков.
The distinguishing features include the following:
- if according to the prototype separate reception of pitch is carried out only on the basis of its origin (oil or coal), then in the claimed invention, the reception of pitch from all suppliers is carried out separately, since even among coal or oil pitch the quality indicators are very different. Separately, thermostating is also carried out, and the peaks are thermostated to a content of “volatile” substances of less than 58%. It is advisable to control the pitch for the α and α 1 fractions after temperature control;
- to ensure the homogeneity of the hydrocarbon binder mixture, it is proposed to carry out homogenization in a turbulent mode at a temperature that is 1.7-2 times higher than the softening temperature of coal tar pitch, that is, if medium and high temperature peaks are sent to prepare the mixture, then the homogenization temperature is selected based on the temperature softening high-temperature pitch;
- if necessary, to involve in the production of the anode mass oil pitch, characterized by a low content of α-fraction, the authors propose to carry out its adjustment for this indicator, and more specifically for the α 1 fraction, by adding dust from electrostatic precipitators and / or pitch sediments.

Вместе с тем сравнение предлагаемого способа с аналогичными решениями в данной области выявило ряд сходных признаков:
- увеличение центров коксообразования за счет введения в анодную массу углерода известно по А.С. СССР N 1014307, С 25 С 3/12, 09.09.81, "Шихта для получения анодной массы";
- нагрев углеводородного связующего до температуры, в 1,5-2 раза превышающей температуру размягчения пека, известно по А.С. СССР N 1520899, С 25 С 3/12, 10.11.87, "Анодная масса для самообжигающихся анодов алюминиевых электролизеров".
However, a comparison of the proposed method with similar solutions in this area revealed a number of similar features:
- an increase in the centers of coke formation due to the introduction of carbon into the anode mass is known from A.S. USSR N 1014307, C 25 C 3/12, 09.09.81, "The mixture for obtaining the anode mass";
- heating the hydrocarbon binder to a temperature 1.5-2 times higher than the softening temperature of the pitch, it is known from A.S. USSR N 1520899, С 25 С 3/12, 10.11.87, "Anode mass for self-baking anodes of aluminum electrolysis cells".

Новая совокупность признаков как известных, так и неизвестных, в их тесной взаимосвязи позволяет получить технический результат более высокого уровня. A new set of features, both known and unknown, in their close relationship allows to obtain a technical result of a higher level.

Основным преимуществом предлагаемого способа производства анодной массы является возможность поддерживать стабильность заданных качественных показателей электродного связующего после гомогенизации сдозированных по предлагаемому способу пеков, что позволяет:
- повысить и стабилизировать качество анодной массы;
- снизить расход сырья на производство анодной массы;
- снизить расход анодной массы при электролизе;
- повысить производительность электролизера;
- снизить расход электроэнергии на производство 1 т алюминия.
The main advantage of the proposed method for the production of the anode mass is the ability to maintain the stability of the specified quality indicators of the electrode binder after homogenization of the pitch dosed according to the proposed method, which allows:
- improve and stabilize the quality of the anode mass;
- reduce the consumption of raw materials for the production of anode paste;
- reduce the consumption of the anode mass during electrolysis;
- increase the productivity of the cell;
- reduce energy consumption for the production of 1 ton of aluminum.

В предлагаемом способе заявлены ряд параметров, выраженных в абсолютных величинах. Выбранная величина параметров обосновывается следующим:
1) "...содержание α-фракции в аддитивной смеси пеков в пределах 26-28%.. ."
Данный параметр определен исходя из многолетнего опыта работы на пеках различных поставщиков. На заводах алюминиевой подотрасли перерабатывается, в основном, каменноугольные пеки, соответствующее требованиям ГОСТ 10200-83. Нижний предел по содержанию α-фракции для пека марки "А" ("легкий" пек) установлен 24% при содержании "летучих" около 60%. Mapка "А" из каменноугольных пеков является менее предпочтительной для производства анодной массы, но тем не менее этот пек ГОСТом отнесен к разряду электродных. В процессе термостатирования происходит отгон легколетучих фракций и соответственно обогащение пека по α-фракции. Как правило, на смесильные аппараты поступает пек с α-фракцией не ниже 25%.
In the proposed method, a number of parameters are stated, expressed in absolute terms. The selected parameter value is justified by the following:
1) "... the content of the α-fraction in the additive pitch mixture in the range of 26-28% ..."
This parameter is determined on the basis of many years of experience working at the pitch of various suppliers. The factories of the aluminum sub-industry process mainly coal sands, which meet the requirements of GOST 10200-83. The lower limit on the content of α-fraction for brand "A" pitch ("light" pitch) is 24% with a "volatile" content of about 60%. Map “A” from coal tar pitch is less preferable for the production of anode paste, but nevertheless this pitch is referred to GOST as electrode. In the process of temperature control, the volatile fractions are distilled off and, accordingly, the pitch is enriched in the α fraction. As a rule, a pitch with an α-fraction of at least 25% is fed to the mixing apparatus.

2) "....α1-фракции в пределах 6-8%."
Верхний предел содержания α1- фракции в электродных пеках установлен ГОСТом 10200-83 и равен 12%. Данный предел установлен исходя из следующих теоретических положений: процесс коалесценции частиц мезофазы зависит от присутствия взвешенных дисперсных частиц

Figure 00000001
-фракции в пеке. В работе "Микроскопические исследования пекового кокса и некоторые особенности его формирования" Смирнов Б.Н., Фиалков А.С. (ХТТ, 1969, 6, с.60-66) показано, что взвешенные в пеке частицы затрудняют рост частиц мезофазы и препятствуют их слиянию, что приводит к изотропности структуры кокса и плохой его графитируемости.2) ".... α 1 fractions within 6-8%."
The upper limit of the content of α 1 - fraction in the electrode pitch is set by GOST 10200-83 and equal to 12%. This limit is established on the basis of the following theoretical principles: the process of coalescence of mesophase particles depends on the presence of suspended dispersed particles
Figure 00000001
fractions in the pitch. In the work "Microscopic studies of pitch coke and some features of its formation" Smirnov BN, Fialkov AS (KhTT, 1969, 6, pp. 60-66), it was shown that particles suspended in the pitch impede the growth of mesophase particles and prevent their coalescence, which leads to isotropy of the coke structure and poor graphitizability.

Практический опыт работы показал, что содержание α1-фракции выше 12% значительно снижает качественные показатели анодной массы. При содержании α1-фракции менее 6% качество анодной массы также ухудшается. В поступающих на переработку пеках этот показатель варьирует в широких пределах и при составлении аддитивных смесей необходимо контролировать данный параметр, предпочтительно поддерживая его в пределах 6-8%.Practical experience has shown that the content of α 1 fraction above 12% significantly reduces the quality indicators of the anode mass. When the content of α 1 fraction is less than 6%, the quality of the anode mass also deteriorates. In the pitch arriving for processing, this indicator varies within wide limits, and when preparing additive mixtures, it is necessary to control this parameter, preferably maintaining it within 6–8%.

Что касается нефтяных пеков, то содержание α1-фракции возможно на уровне 2% при содержании фракции около 28%, таким образом выход кокса из нефтяного связующего низок и его можно рекомендовать лишь как добавку в смесь каменноугольных пеков, при этом возможно его улучшение по α1-фракции за счет добавления углеродсодержащих компонентов, таких как пыль электрофильтров, пековые осадки;
3) ". . .гомогенизацию аддитивной смеси пеков осуществляют при температуре, в 1,7-2 раза превышающей температуру размягчения каменноугольных пеков."
Практика показала, что качественной гомогенизации можно достичь лишь при хорошем прогреве материала для обеспечения минимальной вязкости перемешиваемых материалов в турбулентном режиме;
4) "...добавляют пыль электрофильтров с содержанием фракции -0,05 мм не менее 70-75%..."
Данная фракция пыли электрофильтров обладает высокой поверхностной активностью и по своей функции может замещать α1-фракцию при низком ее содержании в исходном пеке.
As for oil pitch, the content of α 1 fraction is possible at a level of 2% with a fraction content of about 28%, so the yield of coke from the oil binder is low and can only be recommended as an additive to the coal tar pitch mixture, while it can be improved by α 1 fractions due to the addition of carbon-containing components, such as dust of electrostatic precipitators, pitch precipitation;
3) "... The homogenization of the additive pitch mixture is carried out at a temperature 1.7-2 times higher than the softening temperature of coal tar pitch."
Practice has shown that qualitative homogenization can be achieved only with good heating of the material to ensure minimum viscosity of the mixed materials in a turbulent mode;
4) "... add dust to electrostatic precipitators with a fraction content of -0.05 mm not less than 70-75% ..."
This dust fraction of electrostatic precipitators has a high surface activity and, in its function, can replace the α 1 fraction with a low content in the initial pitch.

Изучение фракционного состава пыли электрофильтров показало, что, как правило, 70-75% ее объема составляет пыль фракции -0,05 мм, которая в большей степени по своим поверхностным свойствам приближается к α1-фракции электродных пеков.The study of the fractional composition of dust of electrostatic precipitators showed that, as a rule, 70-75% of its volume is dust of a fraction of -0.05 mm, which, to a greater extent, approaches the α 1 fraction of electrode pitch in its surface properties.

5) "...добавляют пековые осадки фракции -1 мм..." Известно, что пековые осадки содержат 35-40% α1-фракции, с этой точки зрения пековые осадки являются более предпочтительными корректирующими добавками в аддитивную смесь пеков, чем указанная выше пыль электрофильтров.5) " ... add pitch precipitates of a fraction of -1 mm ..." It is known that pitch precipitates contain 35-40% α 1 fractions, from this point of view, pitch precipitates are more preferred corrective additives to the additive pitch mixture than the specified higher dust electrostatic precipitators.

Экспериментальная часть проводилась на традиционной для ИркАЗа коксовой шихте с грансоставом, мм:
+6 - <3%
-6+4 - 7-15%
-4+1 - 28-36%
-1+0,08 - 17-29%
-0,08 - 27-33%
При использовании коксовой шихты указанного выше грансостава и в качестве связующего среднетемпературного каменноугольного пека Магнитогорского МК (характеристика пека указана в табл.1), экспериментально лучшие результаты по качеству анодной массы получены при его содержании 26,5% (см. табл. 2). Отсюда содержание α и α1-фракций соответственно Равнялось 68,37 кг и 17,49 кг в 1 т анодной массы.
The experimental part was carried out on a coke charge traditional for IrkAZ with grain composition, mm:
+6 - <3%
-6 + 4 - 7-15%
-4 + 1 - 28-36%
-1 + 0.08 - 17-29%
-0.08 - 27-33%
When using a coke charge of the aforementioned grain composition and as a binder of the medium-temperature coal tar pitch of Magnitogorsk MK (the characteristics of the pitch are shown in Table 1), experimentally the best results on the quality of the anode mass were obtained with its content of 26.5% (see Table 2). Hence, the content of α and α 1 fractions, respectively, was 68.37 kg and 17.49 kg per 1 ton of the anode mass.

Исходя из концепции предлагаемого изобретения, чтобы обеспечить стабильное качество массы при переработке смеси пеков, необходимо выдержать баланс по α- и α1-фракциям.Based on the concept of the present invention, in order to ensure stable quality of the mass during processing of the pitch mixture, it is necessary to maintain a balance of α and α 1 fractions.

Предлагаемый способ был опробован в промышленных условиях. В два пекоплавителя раздельно были помещены Магнитогорский и Н-Тагильский пеки со следующими характеристиками (см. табл. 3). The proposed method has been tested in an industrial environment. Magnitogorsk and N-Tagil peaks with the following characteristics were separately placed in two bakeers, with the following characteristics (see Table 3).

Как видно из характеристик пеков, один (Магнитогорский) относится к "легким", а другой (Н-Тагильский) - к "тяжелым". As can be seen from the characteristics of the pitch, one (Magnitogorsk) refers to the "light", and the other (N-Tagil) - to the "heavy."

После термостатирования Магнитогорского пека в течение трех суток, а Н-Тагильского - в течение суток пеки были поданы в производство анодной массы в соотношении 50:50%. Контрольные пробы пека отбирались из напорного бака каждые 4 ч и имели следующее характеристики (см. таблицу). After thermostating of Magnitogorsk pitch for three days, and N-Tagilsky pitch - during the day, the peaks were fed into the production of the anode mass in a ratio of 50: 50%. Control samples of the pitch were taken from the pressure tank every 4 hours and had the following characteristics (see table).

Как следует из результатов, усреднение пеков прошло достаточно полно и позволило получить гомогенизированное связующее с хорошими характеристиками. Полученные величины несколько отличаются от расчетных, что может быть вызвано изменением характеристик Магнитогорского пека в процессе термостатирования. Коэффициент текучести анодной массы за период работы на усредненном пеке составил 2,15 отн. ед. при содержании связующего 26,2%. As follows from the results, pitch averaging was quite complete and allowed us to obtain a homogenized binder with good characteristics. The values obtained are somewhat different from the calculated ones, which may be caused by a change in the characteristics of Magnitogorsk pitch during thermostating. The coefficient of fluidity of the anode mass for the period of operation on the average pitch was 2.15 Rel. units with a binder content of 26.2%.

Предлагаемый способ практически реализуется следующим образом. The proposed method is practically implemented as follows.

1. Допустим, на заводе в наличии следующие пеки (см.табл.1):
ЗСМК - α = 26,0%; α1 = 4,9%
Н-Тагильский - α = 27%; α1 = 11%
Магнитогорский - α = 25,8%; α1 = 6,6%
Допустим, что объем поставки Магнитогорского пека позволяет вводить его в аддитивную смесь пеков до 50%, тогда смесь Н-Тагильского пека и пека ЗСМК должна содержать α=34,19 кг/1 т а.м., α1=8,75 кг/1 т а.м.
1. Suppose the following peaks are available at the factory (see table 1):
ZSMK - α = 26.0%; α 1 = 4.9%
N-Tagil - α = 27%; α 1 = 11%
Magnitogorsk - α = 25.8%; α 1 = 6.6%
Suppose that the scope of supply of Magnitogorsk pitch allows it to be added to the additive pitch mixture up to 50%, then the mixture of N-Tagil pitch and ZSMK pitch should contain α = 34.19 kg / 1 t am, α 1 = 8.75 kg / 1 t a.m.

Количество "легких" и "тяжелых" пеков рассматриваемых поставщиков определяем по средневзвешенному проценту этих пеков в аддитивной смеси исхода из содержания в них α-фракции:
1) определяем средневзвешенный процент указанных пеков в аддитивной смеси:
Пек ЗСМК
26,0•100%/53,0•2=124,53%
Пек Н-Тагильский
27•100%/53,0•2-25,47%.
The number of "light" and "heavy" pitches of the suppliers in question is determined by the weighted average percentage of these pitches in the additive mixture based on the content of the α-fraction in them:
1) we determine the weighted average percentage of these peaks in the additive mixture:
Peck ZSMK
26.0 • 100% / 53.0 • 2 = 124.53%
Peak N-Tagil
27 • 100% / 53.0 • 2-25.47%.

2) отсюда содержание пеков соответственно:
Пек ЗСМК
265•24,53/100=65,00 кг
Пек Н-Тагильский
265•25,47/100=67,50 кг.
2) from here the content of the pitch, respectively:
Peck ZSMK
265 • 24.53 / 100 = 65.00 kg
Peak N-Tagil
265 • 25.47 / 100 = 67.50 kg.

Таким образом, оптимальная аддитивная гомогенная смесь содержит пеки в следующем соотношении, %:
Магнитогорский - 50
ЗСМК - 24,53
Н-Тагильский - 25,47
При этом по α1-фракции получаем следующее результаты:
Магнитогорский
265•50•6,6/100•100=8,74 кг
ЗСМК
265•24,53•4,9/100•100=3,18 кг
Н-Тагильский
265•25,47•11/100•100=7,42 кг
Итого=19,34 кг
В результате расчета получаем содержание в аддитивной смеси пеков: α-фракции 68,37 кг или 26%, а фракции α1 19,34 кг или 7%, что согласуется с формулой изобретения.
Thus, the optimal additive homogeneous mixture contains peaks in the following ratio,%:
Magnitogorsk - 50
ZSMK - 24.53
N-Tagil - 25.47
Moreover, by α 1 fraction we obtain the following results:
Magnitogorsk
265 • 50 • 6.6 / 100 • 100 = 8.74 kg
ZSMK
265 • 24.53 • 4.9 / 100 • 100 = 3.18 kg
N-Tagil
265 • 25.47 • 11/100 • 100 = 7.42 kg
Total = 19.34 kg
As a result of the calculation, we obtain the content in the additive pitch mixture: α-fraction 68.37 kg or 26%, and fraction α 1 19.34 kg or 7%, which is consistent with the claims.

В случае необходимости переработки смеси пека ЗСМК и Нижне-Тагильского содержание их в смеси должно быть ~1:1. If it is necessary to process the mixture of ZSMK pitch and Nizhne-Tagilsky, their content in the mixture should be ~ 1: 1.

Предлагаемый расчетный метод составления аддитивных смесей полностью согласуется с проведенными лабораторными испытаниями анодной массы на основе этих смесей. При использовании данного способа в производстве анодной массы стабилизировался коэффициент текучести массы (Кт). Количество нарушений по Кт снизилось более чем в 2 раза. Примерно на такую же величину уменьшилось и количество протеков пека в аноде под штыри и анодный кожух. The proposed calculation method for the preparation of additive mixtures is fully consistent with laboratory tests of the anode mass based on these mixtures. When using this method in the production of the anode mass, the mass flow coefficient (Kt) was stabilized. The number of CT violations decreased by more than 2 times. The amount of pitch leaks in the anode under the pins and the anode casing decreased by about the same amount.

Предлагаемая расчетная методика определения количества отдельных пеков в аддитивной смеси позволяет с достаточной точностью дозировать пеки в смеcь и на ее основе получать анодную массу с качеством, соответствующим требованиям ТУ 48-5-80-86. The proposed calculation method for determining the amount of individual pitch in an additive mixture allows dosing the pitch in the mixture with sufficient accuracy and on its basis to obtain an anode mass with a quality that meets the requirements of TU 48-5-80-86.

Claims (4)

1. Способ производства анодной массы для электролитического получения алюминия, включающий подготовку шихты из пековых и/или нефтяных коксов, приемку, термостатирование, гомогенизацию углеводородного связующего из смеси каменноугольных и/или нефтяных пеков, дозирование коксов и пеков и смешивание их при нагреве, отличающийся тем, что приемку от поставщиков и термостатирование каменноугольных и/или нефтяных пеков осуществляют раздельно, затем готовят аддитивную смесь различных пеков и гомогенизируют ее в турбулентном режиме, причем дозировку различных пеков в смесь осуществляют в количестве, обеспечивающем содержание α-фракции в аддитивной смеси пеков в пределах 26-28%, a α1-фракции в пределах 6-8%.1. The method of production of the anode mass for the electrolytic production of aluminum, including the preparation of a mixture of pitch and / or petroleum coke, acceptance, temperature control, homogenization of a hydrocarbon binder from a mixture of coal and / or petroleum pitch, dosing of coke and pitch and mixing them when heated, characterized in that the acceptance from suppliers and thermostating of coal and / or oil pitch are carried out separately, then an additive mixture of various pitch is prepared and homogenized in a turbulent mode, and up to different peaks are blended into the mixture in an amount that ensures the content of the α-fraction in the additive pitch mixture in the range of 26–28%, and the α 1 fraction in the range of 6–8%. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гомогенизацию аддитивной смеси пеков осуществляют при температуре, в 1,7-2 раза превышающей температуру размягчения каменноугольных пеков. 2. The method according to p. 1, characterized in that the homogenization of the additive pitch mixture is carried out at a temperature 1.7-2 times higher than the softening temperature of coal tar pitch. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в аддитивную смесь пеков добавляют пыль электрофильтров с содержанием фракции -0,05 мм не менее 70-75%, причем суммарное содержание α1-фракции в аддитивной смеси пеков и пыли электрофильтров поддерживают в пределах 6-8%.3. The method according to claim 1, characterized in that dust of the electrostatic precipitators with a content of -0.05 mm fraction of not less than 70-75% is added to the additive pitch mixture, and the total content of the α 1 fraction in the additive mixture of pitch and dust of electrostatic precipitators is maintained in the range of 6-8%. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в аддитивную смесь пеков добавляют пековые осадки фракции -1 мм, причем суммарное содержание α1-фракции в аддитивной смеси пеков и пековых осадков поддерживают в пределах 6-8%.4. The method according to p. 1, characterized in that in the additive pitch mixture add pitch precipitation fraction -1 mm, and the total content of the α 1 fraction in the additive mixture of pitch and pitch precipitation is maintained within 6-8%.
RU2001107453A 2001-03-20 2001-03-20 Anodic mass production method RU2196192C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001107453A RU2196192C2 (en) 2001-03-20 2001-03-20 Anodic mass production method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001107453A RU2196192C2 (en) 2001-03-20 2001-03-20 Anodic mass production method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2196192C2 true RU2196192C2 (en) 2003-01-10
RU2001107453A RU2001107453A (en) 2003-01-27

Family

ID=20247356

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001107453A RU2196192C2 (en) 2001-03-20 2001-03-20 Anodic mass production method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2196192C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2489524C1 (en) * 2012-03-12 2013-08-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Method of producing binder for electrode mass
RU2529193C1 (en) * 2013-05-07 2014-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Method of producing anode paste for anodes

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2489524C1 (en) * 2012-03-12 2013-08-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Method of producing binder for electrode mass
EA022514B1 (en) * 2012-03-12 2016-01-29 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Method of producing binder for electrode mass
RU2529193C1 (en) * 2013-05-07 2014-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Method of producing anode paste for anodes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2840127B1 (en) Method for preparing stabilized hydrocarbon oil blend
CN104140834B (en) Based on the coking coal divided method of coking property and the application in coal blending
CN102083942A (en) Method for forming coal mixtures for producing coking burden
CN1341143A (en) High reactivity and high strength coke for blast furnace and method for producing the same
RU2196192C2 (en) Anodic mass production method
CN105651833A (en) A method of measuring the water content of a granular material based on capacitance
RU2663145C1 (en) Method for preparing a charge for coking
CN114657844B (en) Mixing method based on stage separation leakage for batch mixing plant
CN107587399B (en) A kind of gradation proportion calculation method of asphalt mineral aggregate
Yero et al. Evaluation of bitumen properties modified with additive
TW201704459A (en) Method of evaluating coal and method of manufacturing coke
Alscher et al. Performance of Binder Pitches with Decreased QI-Content in Anode Making Formation—Nature—Properites and Substitution of Quinoline Insolubles
JP2001262157A (en) Straight asphalt and method for producing the same
RU2243296C1 (en) Method of production of anodic mass for a self-roasting anode for example of an aluminum electrolyzer
Mollaabbasi et al. Effect of fine coke particles on rheological properties of the binder matrix of carbon anodes in aluminium production process
RU2116383C1 (en) Method for production of anode material
CN104441290B (en) A kind of blending method of modification biological asphalt
Cheng et al. Fall cone test on biopolymer-treated clay
RU2672417C1 (en) Modified by the petroleum bitumen asphalt-concrete mixture and the bitumen modifier
RU2671023C1 (en) Anode mass production method for the aluminum cell self-baking anode
Sarkar et al. Determination of contact angle from raw material properties using linear multivariable analysis
RU2582411C1 (en) Method of producing binder for making carbon materials and articles therefrom
Bowitz et al. New methods for testing raw materials for anode carbon paste
Hicyilmaz et al. Rheological Properties of Asphaltite− Water Slurries
JP6385039B2 (en) Method for producing cement composition

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080321