RU2529193C1 - Способ производства анодной массы для анодов - Google Patents
Способ производства анодной массы для анодов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2529193C1 RU2529193C1 RU2013121640/04A RU2013121640A RU2529193C1 RU 2529193 C1 RU2529193 C1 RU 2529193C1 RU 2013121640/04 A RU2013121640/04 A RU 2013121640/04A RU 2013121640 A RU2013121640 A RU 2013121640A RU 2529193 C1 RU2529193 C1 RU 2529193C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coke
- pitch
- anode
- sodium
- ratio
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу производства анодной массы для анодов алюминиевого электролизера, включающий регулирование процесса производства анодной массы путем изменения соотношения компонентов в коксопековой композиции. Способ характеризуется тем, что определяют содержание примесей натрия и серы в пеке и коксе и ведут процесс производства анодной массы при соотношении компонентов, удовлетворяющих условию
где
- отношение содержания натрия и серы в связующем пеке,
- отношение содержания натрия и серы в коксе. Использование предлагаемого способа получения анодной массы позволяет снизить реакционную способность в воздухе в среднем на 23%, реакционную способность в CO2 на 19%. 3 табл., 5 пр.
Description
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к способам производства анодной массы для анодов алюминиевого электролизера, а именно к оперативному регулированию технологического процесса для получения анодной массы с низкой реакционной способностью.
Известны технические решения, направленные на стабилизацию эксплуатационных свойств анодной массы. В известном способе предлагается для уменьшения расхода анодной массы вводить в массу фракцию -0,16 мм с удельной поверхностью 3500-6500 см2/г, причем данный интервал сужается в зависимости от природы кокса: 3500-4500 см2/г для пекового кокса, 5000-6500 см2/г для нефтяного кокса (Авторское свидетельство СССР 569661, М. кл. C25C 3/12, опубл. 25.08.1977).
Также известен способ производства анодной массы, который реализуется за счет изменения количества и качества пылевой фракции к каждому конкретному связующему (Патент RU 2116383, м. кл. C25C 3/12, опубл. 27.07.1998).
Также известен способ регулирования процесса получения углеродных изделий (Патент RU №2085485, м. кл. C01B 31/04, опубл. 27.07.1997), согласно которому предварительно формируют группу проб с заданными степенью измельчения и соотношениями компонентов. В группе проб выявляют пробу с максимальной величиной аутогезионной способности, и ее состав принимают за оптимальный, в соответствии с которым в дальнейшем ведут процесс производства.
К недостаткам способов-аналогов относятся отсутствие привязки конкретного связующего пека и кокса-наполнителя, нестабильность состава пылевой фракции кокса, длительность проведения опробования.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ производства анодной массы для самообжигающегося анода, например, алюминиевого электролизера (Патент RU 2243296, М. кл. C25C 3/12, опубл. 27.12.2004), согласно которому на предварительно подготовленной серии проб связующей матрицы (смесь пека и коксовой пыли) определяют индекс структуры, равный отношению адсорбционной поверхности пыли к содержанию связующего. В соответствии с оптимальным индексом структуры регулируют процесс производства анодной массы.
Недостатком известного способа является длительность приготовления серии проб связующей матрицы и определения индекса ее структуры. Также при смене поставщиков нефтяного кокса и каменноугольного пека, или при изменении схемы шихтовки исходного сырья потребуется проведение дополнительных серий подготовки проб и проведения испытаний связующей матрицы. Известно (Коробов М.А., Дмитриев А.А. Самообжигающиеся аноды алюминиевых электролизеров. - М.: Металлургия, 1972), что при коксовании связующего пека образуется монолитный угольный анод. Поверхность угольного анода, где непосредственно протекает анодный процесс (подошва), неоднородна. Часть ее представлена предварительно прокаленным коксом-наполнителем, другая - коксом, полученным при коксовании связующего пека. Эти составляющие различаются своей реакционной способностью, т.е. константой скорости окисления в СО2 и в воздухе, при этом скорость окисления кокса-наполнителя ниже, чем кокса, полученного из связующего пека.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности производства анодной массы за счет сокращения времени на подготовку шихты и опробование.
Технический результат заключается в снижении реакционной способности анода, путем обеспечения снижения избирательного выгорания связующего в аноде.
Поставленная задача достигается тем, что в способе производства анодной массы включающем регулирование процесса производства анодной массы путем изменения соотношения компонентов в коксопековой композиции, согласно заявляемому решению определяют содержание примесей натрия и серы в пеке и коксе, и ведут процесс производства анодной массы при соотношении компонентов, удовлетворяющих условию:
где
Критерий рассчитывается с использованием известных характеристик сырья, поэтому проведение дополнительных испытаний не требуется.
При соблюдении условия
анодную массу производят стандартным способом, использующимся на данном предприятии. При несоблюдении указанного условия шихтовку коксов и пеков меняют таким образом, чтобы условие выполнялось.
Технический результат достигается за счет:
известных характеристик сырья, которые определяются по сопроводительным сертификатам качества на кокс и связующий пек, либо известных по результатам входного контроля предприятия-потребителя;
- расчета критерия совместимости кокса и связующего пека или смеси нефтяных коксов и смеси каменноугольных пеков;
- приготовления анодной массы из кокса и связующего пека или смеси коксов и смеси связующих пеков, удовлетворяющих критерию <4. Техническая сущность предлагаемого способа заключается в следующем.
Анод алюминиевого электролизера представляет собой композиционный материал. Он формируется из смеси нефтяного или пекового кокса и жидкого каменноугольного или нефтяного пека, который играет роль связующего. В зависимости от способа обжига анодной массы различают технологии обожженного и самообжигающегося анода Содерберга.
Хорошо известно, что натрий является катализатором окисления углерода в реакциях с углекислым газом и кислородом воздуха, в то же время влияние серы на реакционную способность в CO2 является ингибирующим для углерода (Ш.М. Хьюм. Реакционная способность анода. // Красноярск, «Кларетианум», 2003. - 460 с.). Было установлено существенное уменьшение каталитической активности натрия в присутствии серы (R.C.Perruchoud, W.k.Fischer. Determination of the Sodium Sensivity of Petroleum Coke. // Light Metals, 1991, p.581). В данном изобретении предлагается способ подбора композиций пек-кокс, обеспечивающих низкую реакционную способность этих композиций. Способ основан на использовании таких пар этих материалов, чтобы отношение концентраций натрий/сера в пеке и коксе было бы меньше четырех, что обеспечивает снижение избирательного выгорания связующего в аноде.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый способ отличается тем, что не требуются дополнительные затраты времени и материалов на приготовление серии проб связующей матрицы и определения индекса ее структуры. Для расчета критерия используют известные характеристики из сертификатов на сырье или результаты стандартного входного контроля. Для производства анодной массы выбирают совместимые композиции пек/кокс или смесь пеков/смесь коксов, удовлетворяющие предложенному критерию. Это обеспечивает уменьшение реакционной способности анодной массы и снижение расхода углеродных материалов при производстве алюминия.
Способ включает предварительный анализ содержания примесей натрия и серы в исходном сырье, расчет критерия совместимости сырьевых материалов, последующую шихтовку коксов и связующих пеков с учетом рассчитанного критерия. Таким образом, заявляемый способ производства анодной массы для самообжигающегося анода соответствует критерию «новизна».
Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что делает возможным сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».
Заявляемый способ подтверждается проведением расчетов и экспериментальных исследований.
Пример 1
В анодное производство алюминиевого завода поступает нефтяной кокс с шести нефтеперерабатывающих предприятий и связующий пек с одиннадцати предприятий. Используя данные входного контроля и сертификатов сырья, были рассчитаны отношения натрия и серы для пеков и коксов, таблица 1.
Таблица 1 | |||||||||||
Постав | |||||||||||
щики | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
пека | |||||||||||
CNa/ CS | 0,033 | 0,004 | 0,011 | 0,025 | 0,015 | 0,031 | 0,006 | 0,008 | 0,025 | 0,071 | 0,037 |
Поставщики кокса | A | B | C | D | E | F |
CNa/ CS | 0,003 | 0,0024 | 0,0042 | 0,0175 | 0,05 | 0,0067 |
Из данных таблицы 1 рассчитано отношение
и
и приведено в таблице 2 (Отношение содержания натрия и серы в пеке и коксе по поставщикам сырья). Из таблицы 2 видно, что с точки зрения оптимальной реакционной способности коксы D и E совместимы со всеми связующими пеками, используемыми для производства анодной массы в рассматриваемом анодном производстве. Также пеки 2, 7 и 8 подходят для всех анализируемых коксов. Несовместимые пары пек-кокс отмечены в таблице 2 жирным шрифтом.
Таблица 2 | |||||||||||
Кокс/пек | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
А | 11,1 | 1,3 | 3,6 | 8,5 | 5,1 | 10,3 | 1,9 | 2,6 | 8,3 | 23 | 12 |
В | 13,9 | 1,6 | 4,5 | 10,5 | 6,4 | 12,8 | 2,4 | 3,2 | 10,4 | 28 | 15 |
С | 7,9 | 0,9 | 2,5 | 6,0 | 3,6 | 7,3 | 1,4 | 1,8 | 5,9 | 17 | 8,8 |
D | 1,9 | 0,2 | 0,6 | 1,5 | 0,9 | 1,8 | 0,3 | 0,4 | 1,4 | 3,9 | 2,1 |
Е | 0,7 | 0,08 | 0,2 | 0,5 | 0,3 | 0,6 | 0,1 | 0,15 | 0,5 | 1,4 | 0,7 |
F | 5,0 | 0,6 | 1,6 | 3,8 | 2,3 | 4,6 | 0,9 | 1,2 | 3,7 | 10,6 | 5,5 |
Пример 2
Сформировали и обожгли анодные массы на основе связующих пеков №10 и №11 и кокса D. Расчетные значения критерия
составляют 3,9 и 2,1 соответственно (табл.2). На обожженной анодной массе провели тесты на реакционную способность в воздухе и в углекислом газе, результаты представлены в таблице 3.
Таблица 3 | |||
Анодная масса | Значение критерия | Реакционная способность в воздухе, мг/см2ч | Реакционная способность в CO2, мг/см2ч |
Кокс D+пек №10 | 3,9 | 113,9 | 19,7 |
Кокс D+пек №11 | 2,1 | 91,0 | 26,8 |
Смесь коксов A, D, E+пек №10 | 3,5 | 100,2 | 9,6 |
Среднее | 101,7 | 18,7 | |
Кокс B+пек №10 | 28 | 132,9 | 16,0 |
Кокс B+пек №11 | 15 | 143,5 | 34,9 |
Смесь коксов В и C+пек №11 | 10,2 | 138,4 | 18,4 |
Среднее | 130,3 | 23,1 |
Пример 3
Сформировали и обожгли анодные массы на основе связующих пеков №10 и №11 и кокса B. Расчетные значения критерия
составляют 28 и 15 соответственно (табл.2). На обожженной анодной массе провели тесты на реакционную способность в воздухе и в углекислом газе, результаты представлены в таблице 3.
Пример 4
Коксы A, D, E смешали таким образом, чтобы значение критерия
составило 3,5. Сформировали и обожгли анодную массу на основе связующего пека №10 и смеси коксов A, D, E. На обожженной анодной массе провели тесты на реакционную способность в воздухе и в углекислом газе, результаты представлены в таблице 3.
Пример 5
Коксы B и C смешали таким образом, чтобы значение критерия
составило 10,2. Сформировали и обожгли анодную массу на основе связующего пека №11 и смеси коксов В и С. На обожженной анодной массе провели тесты на реакционную способность в воздухе и в углекислом газе, результаты представлены в таблице 3.
Из приведенных данных видно, что соблюдение условия
при подборе шихтовки коксов и пеков позволяет снизить реакционную способность анодной массы в воздухе в среднем на 23%, реакционную способность в углекислом газе на 19%. При этом исключаются работы по дополнительным исследованиям на совместимость коксов и пеков.
Изобретение позволяет снизить реакционную способность анода за счет получения анодной массы с лучшими свойствами в результате оперативного регулирования технологического процесса.
Claims (1)
- Способ производства анодной массы для анодов алюминиевого электролизера, включающий регулирование процесса производства анодной массы путем изменения соотношения компонентов в коксопековой композиции, отличающийся тем, что определяют содержание примесей натрия и серы в пеке и коксе и ведут процесс производства анодной массы при соотношении компонентов, удовлетворяющих условию
где
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013121640/04A RU2529193C1 (ru) | 2013-05-07 | 2013-05-07 | Способ производства анодной массы для анодов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013121640/04A RU2529193C1 (ru) | 2013-05-07 | 2013-05-07 | Способ производства анодной массы для анодов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2529193C1 true RU2529193C1 (ru) | 2014-09-27 |
Family
ID=51656569
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013121640/04A RU2529193C1 (ru) | 2013-05-07 | 2013-05-07 | Способ производства анодной массы для анодов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2529193C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2586195C1 (ru) * | 2015-03-12 | 2016-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Способ производства анодной массы |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4536359A (en) * | 1983-10-11 | 1985-08-20 | Nikku Industry Co., Ltd. | Method of manufacturing carbon electrode |
RU2196192C2 (ru) * | 2001-03-20 | 2003-01-10 | Открытое акционерное общество "Сибирско-Уральская алюминиевая компания" | Способ производства анодной массы |
RU2243296C1 (ru) * | 2003-03-26 | 2004-12-27 | Открытое акционерное общество "Сибирский научно-исследовательский, конструкторский и проектный институт алюминиевой и электродной промышленности" | Способ производства анодной массы для самообжигающегося анода, например, алюминиевого электролизера |
-
2013
- 2013-05-07 RU RU2013121640/04A patent/RU2529193C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4536359A (en) * | 1983-10-11 | 1985-08-20 | Nikku Industry Co., Ltd. | Method of manufacturing carbon electrode |
RU2196192C2 (ru) * | 2001-03-20 | 2003-01-10 | Открытое акционерное общество "Сибирско-Уральская алюминиевая компания" | Способ производства анодной массы |
RU2243296C1 (ru) * | 2003-03-26 | 2004-12-27 | Открытое акционерное общество "Сибирский научно-исследовательский, конструкторский и проектный институт алюминиевой и электродной промышленности" | Способ производства анодной массы для самообжигающегося анода, например, алюминиевого электролизера |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2586195C1 (ru) * | 2015-03-12 | 2016-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Способ производства анодной массы |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4109686B2 (ja) | コークスの製造方法、及び、銑鉄の製造方法 | |
BRPI0512369A (pt) | eletrodos úteis para eletrólise de sal fundido de óxido de alumìnio para alumìnio | |
RU2529193C1 (ru) | Способ производства анодной массы для анодов | |
CN101144044A (zh) | 一种炭阳极用石油焦的脱硫方法 | |
DE840921C (de) | Elektrode, insbesondere fuer die elektrolytische Erzeugung von Aluminium | |
RU2355729C1 (ru) | Добавка коксующая | |
RU2744579C1 (ru) | Способ получения связующего пека | |
EP3155073B1 (fr) | Procede d'hydrotraitement de coupes distillats utilisant un catalyseur a base d'une alumine mesoporeuse amorphe ayant une connectivite elevee | |
Kapsiotis et al. | Chromian spinel composition and platinum-group element mineralogy of chromitites from the Milia area, Pindos ophiolite complex, Greece | |
Khaji et al. | Factors influencing baked anode properties | |
WO2013153555A1 (en) | A devolatalization catalyst for devolatalization of coals and a process for the manufacture of coke with improved cri and csr values using such catalyst. | |
CN101717968A (zh) | 一种铝用炭阳极用石油焦的处理方法 | |
CN109768277B (zh) | 一种氧化石墨烯改性煤沥青粘结剂及其制备方法 | |
CN107523846A (zh) | 一种预焙阳极的制备方法 | |
Panaitescu et al. | Petrographic research applied to carbon materials | |
RU2243296C1 (ru) | Способ производства анодной массы для самообжигающегося анода, например, алюминиевого электролизера | |
Rhedey | A review of factors affecting carbon anode consumption in the electrolytic production of aluminum | |
Lyalyuk et al. | Changes in the petrographic composition of coal batch on crushing | |
EP0215192B1 (de) | Elektrodenbindemittel | |
AU730519B2 (en) | Anode, a process for the manufacture thereof and a process for the production of aluminum | |
SU569661A1 (ru) | Способ приготовлени электродной массы | |
RU2347013C2 (ru) | Способ получения углеродных электродов | |
RU2352524C1 (ru) | Способ получения технического кремния | |
RU2196192C2 (ru) | Способ производства анодной массы | |
RU2055945C1 (ru) | Способ производства анодной массы |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190508 |