RU2800748C2 - Mixed composition containing petroleum coke and pyrolytic carbon for electrodes - Google Patents

Mixed composition containing petroleum coke and pyrolytic carbon for electrodes Download PDF

Info

Publication number
RU2800748C2
RU2800748C2 RU2021104132A RU2021104132A RU2800748C2 RU 2800748 C2 RU2800748 C2 RU 2800748C2 RU 2021104132 A RU2021104132 A RU 2021104132A RU 2021104132 A RU2021104132 A RU 2021104132A RU 2800748 C2 RU2800748 C2 RU 2800748C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
carbon
mixed composition
pyrolytic carbon
anode
coke
Prior art date
Application number
RU2021104132A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021104132A (en
Inventor
Фредерик ШАЙФФ
Марк ЛЕДУК
Андреас БОДЕ
Забине АЙХГОРН
Вилльям ДАЛОЗ
Юлин ВИСС
Original Assignee
Басф Се
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 Басф Се filed Critical Басф Се
Publication of RU2021104132A publication Critical patent/RU2021104132A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2800748C2 publication Critical patent/RU2800748C2/en

Links

Abstract

FIELD: carbon electrodes.
SUBSTANCE: group of inventions relates to a mixed composition for the production of a carbon electrode containing a mixture of petroleum coke and pyrolytic carbon, and a method for its preparation, an electrode composition containing the specified composition and a method for its preparation, a carbon electrode containing the specified composition and suitable for use as an anode in an aluminium electrolytic cell, and a method for producing it, as well as a method for producing aluminium using the specified carbon electrode. The mixed composition contains a mixture of (i) petroleum coke in an amount of 20 to 99 wt.% and (ii) pyrolytic carbon in an amount of 1 to 80 wt.% based on the total weight of the mixed composition. Moreover, the mixed composition contains at least two particle size fractions: (i) granular more than 0.5 mm and (ii) finely dispersed below 0.5 mm, where pyrolytic carbon is present at least in the granular size fraction.
EFFECT: improving the mechanical and chemical properties of the anode to minimize carbon consumption.
16 cl, 20 dwg, 1 tbl, 5 ex

Description

Настоящее изобретение относится к смешанной композиции, содержащей смесь нефтяного кокса и пиролитического углерода, составу электрода и применению этого электрода в качестве анода в способе получения алюминия.The present invention relates to a mixed composition containing a mixture of petroleum coke and pyrolytic carbon, an electrode composition, and the use of this electrode as an anode in a process for producing aluminum.

Производство алюминия осуществляется в электролитических ячейках или электролизерах (известно как процесс Холла-Эру). Электролиз Al2O3 происходит в ванне расплава криолита, расположенного между угольными анодами и расплавленным металлом. Ионы алюминия в Al2O3 восстанавливаются с образованием расплавленного алюминия. Расплавленный алюминий собирается на дне ячейки. Ионы оксида реагируют с углеродным анодом с образованием диоксида углерода, таким образом, углеродный анод расходуется в электролитической реакции.Aluminum production is carried out in electrolytic cells or electrolyzers (known as the Hall-Héroult process). The electrolysis of Al 2 O 3 takes place in a cryolite molten bath located between the carbon anodes and the molten metal. The aluminum ions in Al 2 O 3 are reduced to form molten aluminum. Molten aluminum collects at the bottom of the cell. The oxide ions react with the carbon anode to form carbon dioxide, thus the carbon anode is consumed in the electrolytic reaction.

Потребление углерода в ходе электролиза требует замены предварительно обожженных анодов каждые 3-4 недели в зависимости от размера анода и плотности тока. Аноды на различных стадиях потребления присутствуют во всех ячейках из-за ограничения постоянной замены и минимального нарушения ванны. Во время замены анода расходуется примерно три четверти анода. Оставшееся называют огарками.Carbon consumption during electrolysis requires replacement of pre-baked anodes every 3-4 weeks depending on anode size and current density. Anodes at various stages of consumption are present in all cells due to the limitation of constant replacement and minimal bath disturbance. Approximately three-quarters of the anode is consumed during an anode change. The rest is called cinders.

Различные реакции в ячейке способствуют расходу анодного углерода. Те, которые не приводят к восстановлению металлов, способствуют избыточному потреблению углерода, например, сжигание на воздухе (O2+С → CO2, с O2 из окружающего воздуха), атака карбоксигруппами (CO2+СО, с CO2 в качестве продукта окислительно-восстановительной реакции, производящей алюминий) и селективное окисление (опудривание). Опудривание возникает как вторичный эффект атаки CO2 из-за дисбаланса реактивности между различными фазами кокса, что позволяет фрагментам твердого углерода выпадать.Various reactions in the cell contribute to the consumption of anode carbon. Those that do not lead to reduction of metals contribute to excess carbon consumption, for example, combustion in air (O 2 + C → CO 2 , with O 2 from ambient air), attack by carboxy groups (CO 2 + CO, with CO 2 as a product redox reaction producing aluminum) and selective oxidation (dusting). Dusting occurs as a secondary effect of the CO 2 attack due to a reactivity imbalance between the various phases of the coke, which allows solid carbon fragments to fall out.

Стоимость угольного анода составляет 15-20% от общей стоимости электролизного производства алюминия. Следовательно, качество угольного анода имеет решающее значение и существенно влияет на потребление энергии и воздействие электролиза алюминия на окружающую среду. Качество анода характеризуется пятью основными характеристиками:The cost of a carbon anode is 15-20% of the total cost of aluminum electrolysis production. Therefore, the quality of the carbon anode is critical and significantly influences the energy consumption and the environmental impact of aluminum electrolysis. Anode quality is characterized by five main characteristics:

- реакционная способность, определяющая большую часть избыточного расхода углерода на тонну произведенного алюминия. Чем ниже реакционная способность, тем меньше избыточный расход углерода;- reactivity, which determines most of the excess carbon consumption per ton of aluminum produced. The lower the reactivity, the lower the excess carbon consumption;

- плотность, которая является основным фактором, определяющим срок службы анодов в электролизерах. Чем больше плотность, тем дольше срок службы. Увеличение срока службы анода уменьшает количество необходимых замен анодов;- density, which is the main factor determining the service life of anodes in electrolyzers. The higher the density, the longer the service life. Extending anode life reduces the number of anode replacements required;

- устойчивость к тепловому удару, которая определяет, будут ли возникать разломы или трещины, когда аноды помещают в электролизеры или в ходе их циклов;- resistance to thermal shock, which determines whether fractures or cracks will occur when the anodes are placed in the cells or during their cycles;

- низкое электрическое сопротивление, которое определяет потери электроэнергии из-за больших электрических токов, используемых в ячейке Холла;- low electrical resistance, which determines the loss of electricity due to the large electrical currents used in the Hall cell;

- высокая химическая чистота, которая определяет качество алюминиевого продукта из-за непосредственного расхода анода в электролитической ячейке, любые металлические или другие примеси, которые он содержит, имеют тенденцию переходить в алюминиевый продукт и могут отрицательно повлиять на его механические свойства. Высокая химическая чистота также положительно влияет на реакционную способность.- high chemical purity, which determines the quality of the aluminum product due to the direct consumption of the anode in the electrolytic cell, any metallic or other impurities that it contains tend to pass into the aluminum product and can adversely affect its mechanical properties. High chemical purity also has a positive effect on reactivity.

Сырьем, используемым для производства сухого состава на заводах по производству предварительно обожженных анодов, являются, как правило, нефтяной кокс, связующее на основе пека каменноугольной смолы, измельченные окурки, зеленый лом (формованные, но не обожженные аноды) и обожженный лом (формованные и обожженные аноды, которые не относятся к спецификации). Как правило, предварительно обожженные аноды состоят из около 65% кокса, 15% пека и 20% рециклизованных анодных огарков.The raw materials used to produce the dry composition in prebaked anode plants are typically petroleum coke, coal tar pitch binder, crushed cigarette butts, green scrap (shaped but not fired anodes) and fired scrap (shaped and fired anodes that are not on the specification). Typically, pre-baked anodes consist of about 65% coke, 15% pitch, and 20% recycled anode cinders.

На смесильно-прессовом заводе поступающий прокаленный кокс и рециклизованный материал измельчают, просеивают/сортируют до заданных фракций и складывают вместе с образованием сухого агрегата. Фракции кокса, используемые для изготовления анодов, как правило, характеризуют как крупные, промежуточные и мелкодисперсные. Сухой агрегат предварительно нагревают и смешивают со связующим, как правило, пеком каменноугольной смолы, который также предварительно нагревают до плавления. Предварительно нагретую смесь обрабатывают до окончательной формы, что обеспечивает сохранение структурной формы уплотненного анодного блока. Необожженную прессовку затем нагревают при повышенной температуре, например, около 1100°С, чтобы сформировать обожженный анод, прежде чем он станет пригодным для использования в электролизной ячейке.At the mixing and pressing plant, the incoming calcined coke and recycled material are crushed, screened / sorted to the desired fractions and put together to form a dry aggregate. The coke fractions used for the manufacture of anodes are usually characterized as coarse, intermediate, and finely dispersed. The dry aggregate is preheated and mixed with a binder, typically coal tar pitch, which is also preheated to melt. The preheated mixture is processed to its final shape, which ensures that the structural shape of the densified anode block is retained. The green compact is then heated at an elevated temperature, for example about 1100° C., to form a fired anode before it is usable in an electrolysis cell.

Продолжающийся рост спроса на металлический алюминий в сочетании со снижением и колебаниями качества кокса сорта алюминия с учетом как плотности, так и чистоты кокса делает более сложной задачей для заводов по производству анодов поставку анодов стабильного качества. Кокс низкого качества имеет более высокую реакционную способность, что приводит к более высокому потреблению углерода в плавильнике.The continued growth in demand for aluminum metal, coupled with the declining and fluctuating quality of aluminum grade coke in terms of both coke density and purity, makes it more challenging for anode plants to supply anodes of consistent quality. Poor quality coke is more reactive, resulting in higher carbon consumption in the smelter.

Около 95% выбросов SO2, производимых плавильником, можно отнести к сере, содержащейся в поступающем нефтяном коксе, используемом при производстве анодов. Таким образом, экологические нормы направлены на сокращение выбросов серы, в то время как поставщики кокса предлагают материалы с более высоким содержанием серы. Коксовый материал с низким содержанием серы становится все менее доступным на рынке, и цена постоянно растет. Кроме того, уровень серы во многих традиционных зеленых коксах анодного качества с «высоким содержанием серы» увеличивается. Пять лет назад зеленым коксом анодного качества с высоким содержанием серы считался кокс с содержанием серы 3-4%. Сегодня более типичный уровень - 4-6%About 95% of the SO 2 emissions from the smelter can be attributed to the sulfur contained in the incoming petroleum coke used in anode production. Thus, environmental regulations are aimed at reducing sulfur emissions, while coke suppliers offer materials with a higher sulfur content. Low sulfur coke material is becoming less and less available on the market and the price is constantly rising. In addition, the sulfur levels in many traditional "high sulfur" anode quality green cokes are increasing. Five years ago, green coke of anode quality with a high sulfur content was considered to be coke with a sulfur content of 3-4%. Today, a more typical level is 4-6%

Разница в цене барреля малосернистой нефти с низким содержанием серы и высокосернистой сырой нефти, «кисло-сладкий спред», приводит к необходимости большего числа заводов для переработки более дешевой сырой нефти с повышенным содержанием серы. Эта сырая нефть с более высоким содержанием серы производит кокс с более высоким содержанием примесей серы и металлов (особенно ванадия и никеля). Обжиговые печи используют больше этого кокса для удовлетворения растущего спроса со стороны алюминиевой промышленности.The difference in the price of a barrel of low-sulphur sweet oil and high-sulphur crude oil, the “sweet-sour spread”, results in the need for more refineries to process cheaper, higher-sulphur crude oil. This higher sulfur crude produces coke with higher sulfur and metal impurities (especially vanadium and nickel). Kilns are using more of this coke to meet growing demand from the aluminum industry.

Поскольку алюминиевые заводы существенно не изменили спецификации в отношении содержания серы в коксе из-за экологических ограничений плавильного завода, высокие уровни содержания серы в коксе должны быть компенсированы смешиванием с коксом с более низким содержанием серы. В результате разница в содержании серы в коксе, используемом в типичных анодных смесях, увеличивается - где кокс с содержанием серы 1-2% может быть смешан с коксом с содержанием серы до 4-6% для получения анодного кокса для плавильного завода со спецификацией 1,0-3,5%.Because aluminum smelters have not significantly changed specifications for coke sulfur content due to smelter environmental constraints, high coke sulfur levels must be offset by blending with lower sulfur coke. As a result, the difference in sulfur content in the coke used in typical anode blends is increasing - where coke with a sulfur content of 1-2% can be blended with coke with a sulfur content of up to 4-6% to produce specification 1 smelter anode coke, 0-3.5%.

При прогнозируемых темпах роста производства первичного алюминия у отрасли не будет другого выбора, кроме использования этих смесей коксов с более высоким содержанием серы. Уровень содержания серы в высокосернистом коксе, используемом в смесях, увеличивается и, вероятно, будет продолжать расти.With the growth rate of primary aluminum production projected, the industry will have no choice but to use these higher sulfur coke blends. The sulfur content of high sulfur coke used in blends is increasing and is likely to continue to increase.

Помимо экологических норм, содержание серы сильно влияет на качество анода. Кокс с высоким содержанием серы подвергается обессериванию как во время прокаливания, так и во время обжига анода. Обессеривание отрицательно влияет на свойства кокса, как например, реальная плотность снижается, а пористость увеличивается, а дополнительное обессеривание во время обжига анода может отрицательно повлиять на свойства анода, как например, повышение реакционной способности как в отношении воздуха, так и карбоксигрупп.In addition to environmental regulations, the sulfur content greatly affects the quality of the anode. The high sulfur coke undergoes desulfurization both during calcination and during anode firing. Desulfurization adversely affects the properties of the coke, such as reducing the actual density and increasing the porosity, and additional desulfurization during anode firing can adversely affect the properties of the anode, such as increased reactivity with respect to both air and carboxy groups.

Кроме того, было продемонстрировано, что очень низкие концентрации серы в аноде отрицательно влияют на качество анода и, возможно, на рабочие характеристики электролизера за счет увеличения реакционной способности анода по отношению к карбоксигруппам.In addition, very low sulfur concentrations in the anode have been shown to adversely affect anode quality and possibly cell performance by increasing the anode's reactivity towards carboxy groups.

Было показано, что анодная реакция с CO2 может вносить основной вклад в образование углеродной пыли в электролитических ячейках. Углеродная пыль в повышенных количествах повысит температуру электролизера и, в конечном итоге, снизит существующую эффективность и производство металла. Во многих публикациях показано, что реакционная способность анода с CO2 увеличивается с увеличением концентрации натрия.It has been shown that the anodic reaction with CO 2 can be the main contributor to the formation of carbon dust in electrolytic cells. Carbon dust in increased amounts will increase the cell temperature and ultimately reduce the existing efficiency and metal production. Many publications have shown that the reactivity of the anode with CO 2 increases with increasing sodium concentration.

Однако также известно, что каталитическому поведению натрия противодействует присутствие серы. Было показано, что реакция натрия с серой ингибирует каталитическое поведение натрия и снижает тенденцию натрия к миграции во время процесса обжига. Кокс и аноды с более высоким содержанием серы, следовательно, будут иметь более низкую реакционную способность в отношении карбоксильных групп и меньшую вероятность образования пыли.However, the catalytic behavior of sodium is also known to be counteracted by the presence of sulfur. The reaction of sodium with sulfur has been shown to inhibit the catalytic behavior of sodium and reduce the tendency of sodium to migrate during the roasting process. Coke and anodes with a higher sulfur content will therefore have lower carboxyl group reactivity and less chance of dusting.

Было обнаружено, что за счет разделения кокса с низким содержанием серы на крупную фракцию в анодном агрегате и последующего увеличения количества кокса с высоким содержанием серы, используемого в тонкодисперсной фракции, вероятность того, что сера может ингибировать действие натрия, увеличилась, тем самым уменьшая общую анодную CO2 реакционную способность. Однако это снижение реакционной способности анода в отношении карбоксигрупп может происходить за счет более низкой плотности анода в зависимости от типов кокса, используемых в смесях. Например, при смешивании кокса с низким содержанием серы и низкой вибрационной насыпной плотности с высокосернистым коксом с высокой вибрационной насыпной плотностью, размещение материала с более высокой плотностью в контуре шаровой мельницы может снизить плотность анода.It was found that by separating the low sulfur coke into a coarse fraction in the anode plant and then increasing the amount of high sulfur coke used in the fine fraction, the likelihood that sulfur could inhibit the action of sodium increased, thus reducing the total anode CO 2 reactivity. However, this reduction in anode reactivity with respect to carboxy groups may come at the cost of a lower anode density depending on the types of coke used in the blends. For example, when mixing low sulfur, low vibratory bulk density coke with high sulfur coke, high vibratory bulk density, placing the higher density material in the ball mill circuit can reduce the density of the anode.

Помимо содержания серы, колебания плотности кокса алюминиевого сорта увеличиваются. Существует проблема достижения и поддержания высоких и постоянных плотностей обожженных анодов на основе прокаленных нефтяных коксов из различных источников или других твердых заменителей углерода с изменяющимися свойствами материалов. При наличии оборудования для смешивания кокса и возможности приобретения различных сортов кокса смешивание кокса является одним из возможных способов оптимизации плотности сухого агрегата. Однако это зависит от приоритета соответствующего свойства кокса. До сих пор смешиванию высокопористого и низкопористого коксов редко уделялось первоочередное внимание. Коммерческие барьеры, такие как нехватка цен и материалов, также накладывают ограничения на оптимальное смешивание.In addition to the sulfur content, fluctuations in the density of aluminum grade coke increase. There is a problem of achieving and maintaining high and constant densities of baked anodes based on calcined petroleum cokes from various sources or other solid carbon substitutes with varying material properties. With coke blending equipment available and different grades of coke available, coke blending is one possible way to optimize dry aggregate density. However, this depends on the priority of the respective property of the coke. Until now, the mixing of high porosity and low porosity cokes has rarely been given priority. Commercial barriers such as price and material shortages also place limits on optimal blending.

В последние десятилетия были предприняты различные попытки смешать или заменить нефтяной кокс с различными источниками углерода.Various attempts have been made in recent decades to blend or replace petroleum coke with various carbon sources.

Edwards et al. в 1969 году предприняли попытку создать пиролитический углерод, пригодный для изготовления анодов, путем крекинга природного газа и сжиженного нефтяного газа в реакторе с подвижной нагрузкой (Edwards, J.Н., R.J. Tyler, and P.L. Waters. "The production of electrode carbon from Australian fossil fuels." Institute of Fuel, Australian Membership Conference, Adelaide, November, paper. Vol.13. 1974). Было обнаружено, что испытательные электроды, изготовленные исключительно из пиролитического углерода по стандартной методике составления, имели неприемлемые физические свойства и характеристики испытательной ячейки. Основная проблема, как оказалось, заключалась в том, что пиролитический углерод из-за своей «луковичной» структуры плохо связывался с пеком и давал очень слабый электрод. Низкая реакционная способность пиролитического углерода по сравнению с реакционной способностью связующего пека также считалась потенциальной проблемой при эксплуатации электролизера. Gardner et al. предположили, что включение 30-40% пиролитического углерода в агрегат электрода не повлияет отрицательно на характеристики электрода, если пиролитический углерод будет использоваться в виде более тонкодисперсного материала в интервале от минус 100 меш (0,15 мм) (Gardner, Н.J., P.L. Waters, and A. Watts. "Production of electrode carbon from brown-coal char and gaseous hydrocarbons." Effective Use of Hydrocarbon Resources: Preprints of Papers, National Conference on Chemical Engineering, Adelaide, August 25-26, 1976, The. Institution of Engineers, Australia, 1976). Эта фракция измельчается мельче, чем размер луковичных слоев. Таким образом, луковичная структура исчезает при измельчении.Edwards et al. in 1969, an attempt was made to create pyrolytic carbon suitable for making anodes by cracking natural gas and liquefied petroleum gas in a moving load reactor (Edwards, J.H., R.J. Tyler, and P.L. Waters. "The production of electrode carbon from Australian fossil fuels." Institute of Fuel, Australian Membership Conference, Adelaide, November, paper. Vol. 13. 1974). It was found that test electrodes made solely from pyrolytic carbon using standard formulation techniques had unacceptable physical properties and test cell characteristics. The main problem, as it turned out, was that pyrolytic carbon, due to its "onion" structure, did not bind well with pitch and gave a very weak electrode. The low reactivity of the pyrolytic carbon compared to the reactivity of the binder pitch was also considered a potential problem in cell operation. Gardner et al. suggested that the inclusion of 30-40% pyrolytic carbon in the electrode assembly would not adversely affect electrode performance if pyrolytic carbon was used as a finer material in the range of minus 100 mesh (0.15 mm) (Gardner, H. J., P. L. Waters, and A. Watts, "Production of electrode carbon from brown-coal char and gaseous hydrocarbons." Effective Use of Hydrocarbon Resources: Preprints of Papers, National Conference on Chemical Engineering, Adelaide, August 25-26, 1976, The. Institution of Engineers, Australia, 1976). This fraction is crushed finer than the size of the onion layers. Thus, the bulbous structure disappears when crushed.

В связи с доступностью и низкой стоимостью бурого угля Gardener et al. раскрыли исследования по использованию полукокса из бурого угля в качестве заменителя нефтяного кокса при производстве углерода для выплавки алюминия путем обогащения бурого угля. Полукокс из бурого угля является менее плотным и более реакционноспособным, чем нефтяной кокс. Его можно улучшить посредством пропитки полукокса пиролитическим углеродом, полученным из нефтяного газа. К сожалению, пропитанный уголь давал более высокий расход углерода, чем нефтяной кокс, из-за увеличения механических потерь и пыления в результате различий между реакционной способностью и скоростью расхода пропитанного угля и связующего матрицы кокса.Due to the availability and low cost of brown coal, Gardener et al. disclosed studies on the use of lignite semi-coke as a substitute for petroleum coke in the production of carbon for aluminum smelting by enriching lignite. Brown coal char is less dense and more reactive than petroleum coke. It can be improved by impregnating the char with pyrolytic carbon derived from petroleum gas. Unfortunately, impregnated coal produced a higher carbon consumption than petroleum coke due to increased mechanical losses and dusting resulting from differences between the reactivity and consumption rate of impregnated coal and coke matrix binder.

ЕР 1766105 раскрывает способ изготовления углеродного электрода, подходящего для использования в качестве анода в алюминиевом электролизере, который содержит смешанный агрегат из твердых частиц кокса, углеродистый материала в виде твердых частиц, отличный от коксового орешка, и пек каменноугольной смолы или нефтяной пек или комбинацию этих пеков.EP 1766105 discloses a process for making a carbon electrode suitable for use as an anode in an aluminum electrolytic cell which comprises a mixed aggregate of coke solids, particulate carbonaceous material other than coke nut, and coal tar pitch or petroleum pitch or a combination of these pitches. .

Farr-Wharton et al раскрыли в Electrochimica Acta, Vol.25, pp.217-221, Pergamon Press Ltd. 1980, что упорядоченные углероды, такие как графит и пиролитический углерод, показали высокую стойкость к химическому и электрохимическому окислению, но, несмотря на стойкость к окислению, скорость расхода была высокой из-за эрозии.Farr-Wharton et al disclosed in Electrochimica Acta, Vol. 25, pp. 217-221, Pergamon Press Ltd. 1980 that ordered carbons such as graphite and pyrolytic carbon showed high resistance to chemical and electrochemical oxidation, but despite oxidation resistance, the consumption rate was high due to erosion.

В алюминиевой промышленности избегают использования высокоизотропного кокса, кокса с мелкозернистой текстурой, который демонстрирует сходные свойства во всех направлениях, особенно коксового решка, поскольку они имеют высокие коэффициенты теплового расширения (СТЕ) и низкую открытую пористость. Аноды, изготовленные из этих материалов, более подвержены термическому растрескиванию при быстром нагреве в алюминиевых электролизерах. Они также могут страдать от более низкой механической прочности и проблем с запылением во время работы электролизера. Коксовый орешек, как правило, имеет низкий уровень открытой макропористости для проникновения пека. Это снижает способность пека сцепляться и связывать структуру в ходе карбонизации.The aluminum industry avoids the use of highly isotropic coke, a fine textured coke that exhibits similar properties in all directions, especially coke tail, because they have high coefficients of thermal expansion (CTE) and low open porosity. Anodes made from these materials are more susceptible to thermal cracking when heated rapidly in aluminum electrolyzers. They may also suffer from lower mechanical strength and dusting problems during cell operation. The coke nut typically has a low level of open macroporosity for pitch penetration. This reduces the ability of the pitch to adhere and bind the structure during carbonization.

Edwards et al. раскрыли в Light Metals, р- 36, 2009 (Edwards, Les, et al. "Use of shot coke as an anode raw material." Essential Readings in Light Metals. Springer, Cham, 2016. 36-41.), что влияние на анодные коэффициенты теплового расширения может быть минимизировано добавлением изотропного кокса и коксового орешка к тонкодисперсной фракции. Однако это приведет к повышенной реакционной способности в отношении воздуха. Предполагается, что когда очень изотропный кокс добавляется равномерно к фракциям всех размеров, большинство свойств анода каким-либо образом ухудшаются прямо пропорционально добавленным уровням.Edwards et al. disclosed in Light Metals, p-36, 2009 (Edwards, Les, et al. "Use of shot coke as an anode raw material." Essential Readings in Light Metals. Springer, Cham, 2016. 36-41.), that the influence on the anode thermal expansion coefficients can be minimized by adding isotropic coke and coke nuts to the fine fraction. However, this will result in increased reactivity with air. It is expected that when highly isotropic coke is added uniformly to fractions of all sizes, most anode properties are somehow degraded in direct proportion to the levels added.

Согласно экологическим требованиям, алюминиевые заводы используют кокс с низким содержанием серы как ключевой в стратегии сокращения выбросов SO2. Негативным воздействием этого действия является увеличение реакционной способности анода в отношении CO2. Для минимизации негативного воздействия на угольном заводе предлагается предпринять следующие действия: (i) увеличить время выдержки при обжиге анода, (ii) направить кокс с более высоким содержанием серы в тонкодисперсную фракцию, (iii) свести к минимуму долю кокса с низким содержанием серы в смеси агрегата, выбирая кокс с очень низким содержанием серы.Due to environmental requirements, aluminum smelters use low sulfur coke as a key strategy to reduce SO 2 emissions. The negative impact of this action is an increase in the reactivity of the anode in relation to CO 2 . To minimize negative impacts at the coal plant, the following actions are proposed: (i) increase the dwell time during anode roasting, (ii) direct the higher sulfur coke into the fine fraction, (iii) minimize the proportion of low sulfur coke in the mixture unit, choosing a coke with a very low sulfur content.

Поскольку экологические нормы направлены на сокращение выбросов серы, в то время как поставщики кокса предлагают материалы с более высоким содержанием серы, поиск материала для смешивания с низким содержанием серы постоянно необходим.As environmental regulations aim to reduce sulfur emissions, while coke suppliers offer materials with higher sulfur content, the search for low sulfur blending material is a constant need.

Кроме того, улучшаются характеристики анода и алюминиевого продукта за счет минимизации других металлических примесей, в первую очередь V и Ni, которые также присутствуют в традиционных низкосортных нефтяных коксах.In addition, the performance of the anode and aluminum product is improved by minimizing other metallic impurities, primarily V and Ni, which are also present in traditional low grade petroleum cokes.

Смешивание с фракцией пиролитического углерода более высокой плотности может увеличить плотность анода, что увеличивает срок службы посредством увеличения массы углерода, доступного в аноде.Mixing with a higher density fraction of pyrolytic carbon can increase anode density, which increases life by increasing the mass of carbon available in the anode.

В целом, увеличение резервных запасов ресурсов для угольного анода выгодно для устойчивого развития алюминиевой промышленности.In general, the increase in reserve reserves of carbon anode resources is beneficial for the sustainable development of the aluminum industry.

Поскольку стоимость производства углеродных анодов составляет около 20% от стоимости производства металлического алюминия в процессе Холла, общей постоянной задачей является улучшение механических и химических свойств анода для минимизации расхода углерода.Since the cost of producing carbon anodes is about 20% of the cost of producing aluminum metal in the Hall process, the overall ongoing goal is to improve the mechanical and chemical properties of the anode to minimize carbon consumption.

Настоящее изобретение относится к смешанной композиции, содержащей смесь (i) нефтяного кокса в количестве от 20 до 99 мас.% и (ii) пиролитического углерода в количестве от 1 до 80 мас.% из расчета на общую массу смешанной композиции, где смешанная композиция содержит по меньшей мере две фракции размера частиц (i) гранулярная более 0,5 мм и (ii) тонкодисперсная ниже 0. 5 мм, где пиролитический углерод присутствует по меньшей мере в фракции гранулярного размера.The present invention relates to a mixed composition containing a mixture of (i) petroleum coke in an amount of from 20 to 99 wt.% and (ii) pyrolytic carbon in an amount of from 1 to 80 wt.%, based on the total weight of the mixed composition, where the mixed composition contains at least two particle size fractions (i) granular greater than 0.5 mm and (ii) finely dispersed below 0.5 mm, where pyrolytic carbon is present at least in the granular size fraction.

Нефтяной кокс может представлять собой смесь различных нефтяных коксов. Пиролитический углерод может представлять собой смесь различных пиролитических углеродов.The petroleum coke may be a mixture of various petroleum cokes. The pyrolytic carbon may be a mixture of various pyrolytic carbons.

Как правило, фракция гранулярного размера находится в диапазоне от 0,5 до 16 мм, предпочтительно от 0,5 до 8 мм. Как правило, фракция тонкодисперсного размера находится в интервале от 0,005 до 0,5 мм.Typically, the granular size fraction is in the range of 0.5 to 16 mm, preferably 0.5 to 8 mm. Typically, the fine particle size fraction is in the range of 0.005 to 0.5 mm.

Смешанная композиция также может быть названа специалистом в данной области техники как состав или агрегат.A mixed composition may also be referred to by a person skilled in the art as a composition or aggregate.

Смешанная композиция предпочтительно представляет собой сухую (свободную от связующего) смешанную композицию.The mixed composition is preferably a dry (binder-free) mixed composition.

Предпочтительно, прокаленный нефтяной кокс (СРС) применяют в качестве нефтяного кокса (Predel, Н. (2000). Petroleum coke. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry). Предпочтительно, содержание серы в нефтяном коксе находится в интервале от 0 до 10 мас.%, более предпочтительно в интервале от 0,5 до 8,5 мас.%, более предпочтительно в интервале от 1,5 до 7,0 мас.% из расчета на общую массу нефтяного кокса. Нефтяной кокс часто обозначают как петкокс.Preferably, calcined petroleum coke (CPC) is used as the petroleum coke (Predel, H. (2000). Petroleum coke. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry). Preferably, the sulfur content of the petroleum coke is in the range of 0 to 10% by weight, more preferably in the range of 0.5 to 8.5% by weight, more preferably in the range of 1.5 to 7.0% by weight of calculation for the total mass of petroleum coke. Petroleum coke is often referred to as petcoke.

Слово «пиролитический углерод» относится к твердому углероду, полученному пиролизом легких углеводородов в отсутствие кислорода (см., например, Muradov, Nazim. "Low to near-zero CO2 production of hydrogen from fossil fuels: Status and perspectives." International Journal of Hydrogen Energy 42.20 (2017): 14058-14088). Предпочтительный пиролитический углерод для анода представляет собой твердый элементарный углерод высокой плотности, полученный осаждением на углеродные гранулы. Он предпочтительнее термической сажи, полученной с помощью термических/плазменных процессов, или наноструктурированного углерода, выращенного на металлических/оксидных катализаторах.The word "pyrolytic carbon" refers to solid carbon obtained by the pyrolysis of light hydrocarbons in the absence of oxygen (see, for example, Muradov, Nazim. "Low to near-zero CO 2 production of hydrogen from fossil fuels: Status and perspectives." International Journal of Hydrogen Energy 42.20 (2017): 14058-14088). The preferred pyrolytic carbon for the anode is high density solid elemental carbon obtained by deposition on carbon pellets. It is preferred over thermal carbon black produced by thermal/plasma processes or nanostructured carbon grown on metal/oxide catalysts.

Пиролитический углерод может быть получен путем разложения и осаждения углерода из газообразных углеводородных соединений на подходящих нижележащих подложках (углеродных материалах, металлах, керамике и их смесях) при температурах от 1000 до 2500 K и при давлениях от 0,5 - 5000 кПа (абс.) (химическое осаждение из паровой фазы или инфильтрация). Подложка может быть либо пористой или непористой, и может быть либо подложкой-носителем в реакторе (предварительно установленная часть), либо гранулированные и порошкообразным материалом. Последний может быть реализован в виде неподвижного слоя, подвижного слоя, псевдоожиженного слоя или перемещающегося потока. Производство пиролитического углерода не ограничивается конкретным источником энергии, возможны производственные реакторы, работающие на ископаемом топливе, с электрическим или плазменным приводом.Pyrolytic carbon can be obtained by decomposition and precipitation of carbon from gaseous hydrocarbon compounds on suitable underlying substrates (carbon materials, metals, ceramics and mixtures thereof) at temperatures from 1000 to 2500 K and at pressures from 0.5 to 5000 kPa (abs.) (chemical vapor deposition or infiltration). The support may be either porous or non-porous, and may be either a reactor carrier support (a pre-installed part) or a granular and powdered material. The latter can be implemented as a fixed bed, a moving bed, a fluidized bed or a moving stream. The production of pyrolytic carbon is not limited to a particular energy source, but fossil-fuel-powered production reactors, electrically or plasma-driven, are possible.

Широкий спектр микроструктур, например, изотропные, пластинчатые, зародыши на подложке и различное содержание оставшегося водорода, могут возникать в пиролитическом углероде в зависимости от условий осаждения (температура, тип, концентрация и скорость потока исходного газа, площадь поверхности нижележащей подложки и т.д.).A wide range of microstructures, e.g., isotropic, lamellar, nuclei on a substrate, and varying amounts of residual hydrogen, can occur in pyrolytic carbon depending on the deposition conditions (temperature, type, concentration and flow rate of the feed gas, surface area of the underlying substrate, etc.). ).

Как правило, плотность пиролитического углерода находится в интервале от 1,6 до 2,3 г/см3, предпочтительно от 1,8 до 2,2 (истинная плотность в ксилоле, ISO 8004).As a rule, the density of pyrolytic carbon is in the range from 1.6 to 2.3 g/cm 3 , preferably from 1.8 to 2.2 (true density in xylene, ISO 8004).

Как правило, примесями пиролитического углерода являются: S в интервале от 0 до 1%, предпочтительно 0 до 0,5%, более предпочтительно от 0 до 0,1%. Fe в интервале от 0 до 1000 частей на миллион, предпочтительно от 0 до 500 частей на миллион, Ni в интервале от 0 до 250 частей на миллион, предпочтительно от 0 до 100 частей на миллион, V в интервале от 0 до 450 частей на миллион, предпочтительно от 0 до 250 частей на миллион, более предпочтительно от 0 до 100 частей на миллион. Na в интервале от 0 до 200 частей на миллион, предпочтительно от 0 до 100 частей на миллион.Generally, pyrolytic carbon impurities are: S in the range of 0 to 1%, preferably 0 to 0.5%, more preferably 0 to 0.1%. Fe in the range of 0 to 1000 ppm, preferably 0 to 500 ppm, Ni in the range of 0 to 250 ppm, preferably 0 to 100 ppm, V in the range of 0 to 450 ppm , preferably 0 to 250 ppm, more preferably 0 to 100 ppm. Na in the range of 0 to 200 ppm, preferably 0 to 100 ppm.

Как правило, размер частиц пиролитического углерода после пиролиза составляет по меньшей мере 5 мас. %>1 мм, предпочтительно 50 мас. %>0,5 мм.As a rule, the particle size of pyrolytic carbon after pyrolysis is at least 5 wt. %>1 mm, preferably 50 wt. %>0.5 mm.

Как правило, размер кристалла (XRD) пиролитического углерода находится в интервале от 20 до 60 Å, предпочтительно от 30 до 50Å, (XRD, ISO 20203).Typically, the crystal size (XRD) of pyrolytic carbon is in the range of 20 to 60 Å, preferably 30 to 50 Å, (XRD, ISO 20203).

Как правило, пористость гранулы пиролитического углерода составляет менее 15%, предпочтительно<10%, наиболее предпочтительно менее 5% (Hg порозиметрия, DIN66133).Typically, the porosity of the pyrolytic carbon pellet is less than 15%, preferably <10%, most preferably less than 5% (Hg porosimetry, DIN66133).

Как правило, удельная площадь поверхности пиролитического углерода, измеренная посредством Hg порозиметрии (DIN66133), находится в интервале от 0,001 до 5 м2/г, предпочтительно от 0,01 до 2 м2/г.Typically, the specific surface area of pyrolytic carbon, measured by Hg porosimetry (DIN66133), is in the range of 0.001 to 5 m 2 /g, preferably 0.01 to 2 m 2 /g.

Предпочтительно смешанная композиция содержит смесь, в которой содержание нефтяного кокса находится в интервале от 30 до 98 мас.%, более предпочтительно в интервале от 40 до 95 мас.%, более предпочтительно в интервале от 50 до 95 мас.%, более предпочтительно в интервале от 60 до 95 мас.%, более предпочтительно в интервале от 70 до 95 мас.%, более предпочтительно в интервале от 80 до 95 мас.%, более предпочтительно в интервале от 85 до 95 мас.%, даже более предпочтительно в интервале от 90 до 95 мас.% из расчета на общую массу смешанной композиции.Preferably the mixed composition contains a mixture in which the content of petroleum coke is in the range from 30 to 98 wt.%, more preferably in the range from 40 to 95 wt.%, more preferably in the range from 50 to 95 wt.%, more preferably in the range 60 to 95 wt.%, more preferably in the range of 70 to 95 wt.%, more preferably in the range of 80 to 95 wt.%, more preferably in the range of 85 to 95 wt.%, even more preferably in the range of 90 to 95% by weight, based on the total weight of the mixed composition.

Предпочтительно смешанная композиция содержит смесь: где содержание пиролитического углерода находится в интервале от 2 до 70 мас.%, более предпочтительно в интервале от 5 до 60 мас.%, более предпочтительно в интервале от 5 до 50 мас.%, более предпочтительно в интервале от 5 до 40 мас.%, более предпочтительно в интервале от 5 до 30 мас.%, более предпочтительно в интервале от 5 до 20 мас.%, более предпочтительно в интервале от 5 до 15 мас.%, даже более предпочтительно в интервале от 5 до 10 мас.% из расчета на общую массу смешанной композиции.Preferably the mixed composition contains a mixture: wherein the content of pyrolytic carbon is in the range from 2 to 70 wt.%, more preferably in the range from 5 to 60 wt.%, more preferably in the range from 5 to 50 wt.%, more preferably in the range from 5 to 40 wt%, more preferably in the range of 5 to 30 wt%, more preferably in the range of 5 to 20 wt%, more preferably in the range of 5 to 15 wt%, even more preferably in the range of 5 up to 10 wt.% based on the total weight of the mixed composition.

Что касается общего пиролитического углерода: предпочтительно по меньшей мере 30 мас.% всего пиролитического углерода смешанной композиции находится в гранулярной фракции, более предпочтительно по меньшей мере 40 мас.%, даже более предпочтительно по меньшей мере 50 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 60 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 70 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 80 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 90 мас.%, даже более предпочтительно по меньшей мере 95 мас.%, даже более предпочтительно весь пиролитический углерод находится в фракции гранулярного размера.With regard to total pyrolytic carbon: preferably at least 30 wt.% of the total pyrolytic carbon of the mixed composition is in the granular fraction, more preferably at least 40 wt.%, even more preferably at least 50 wt.%, more preferably at least 60 wt%, more preferably at least 70 wt%, more preferably at least 80 wt%, more preferably at least 90 wt%, even more preferably at least 95 wt%, even more preferably all pyrolytic carbon is in the granular size fraction.

Что касается общего пиролитического углерода: предпочтительно от 30 до 100 мас.% всего пиролитического углерода смешанной композиции находится в гранулярной фракции, более предпочтительно от 40 до 100 мас.%, даже более предпочтительно от 50 до 100 мас.%, более предпочтительно от 60 до 100 мас.%, более предпочтительно от 70 до 100 мас.%, более предпочтительно от 80 до 100 мас.%, более предпочтительно от 90 до 100 мас.%, даже более предпочтительно от 95 до 100 мас.%, даже более предпочтительно весь пиролитический углерод находится во фракции гранулярного размера.With regard to total pyrolytic carbon: preferably 30 to 100 wt.% of the total pyrolytic carbon of the mixed composition is in the granular fraction, more preferably 40 to 100 wt.%, even more preferably 50 to 100 wt.%, more preferably 60 to 100 wt%, more preferably 70 to 100 wt%, more preferably 80 to 100 wt%, more preferably 90 to 100 wt%, even more preferably 95 to 100 wt%, even more preferably all pyrolytic carbon is in the granular size fraction.

Что касается общего пиролитического углерода: предпочтительно от 70 до 0 мас.% всего пиролитического углерода смешанной композиции находится в фракции тонкодисперсного размера, более предпочтительно от 60 до 0 мас.%, даже более предпочтительно от 50 до 0 мас.%, более предпочтительно от 40 до 0 мас.%, более предпочтительно от 30 до 0 мас.%, более предпочтительно от 20 до 0 мас.%, более предпочтительно от 10 до 0 мас.%, даже более предпочтительно от 5 до 0 мас.%, даже более предпочтительно ни один из всего пиролитического углерода не находится в фракции тонкодисперсного размера.With regard to total pyrolytic carbon: preferably 70 to 0 wt.% of the total pyrolytic carbon of the mixed composition is in the fine size fraction, more preferably 60 to 0 wt.%, even more preferably 50 to 0 wt.%, more preferably 40 up to 0 wt%, more preferably 30 to 0 wt%, more preferably 20 to 0 wt%, more preferably 10 to 0 wt%, even more preferably 5 to 0 wt%, even more preferably none of the total pyrolytic carbon is in the fine sized fraction.

Предпочтительно от 30 до 80 мас.%, более предпочтительно от 40 до 70 мас.%, даже более предпочтительно от 50 до 65 мас.% частиц имеют гранулярный размер частиц, и от 20 до 70 мас.%, более предпочтительно от 30 до 60 мас.%, даже более предпочтительно от 35 до 50 мас.% частиц имеют тонкодисперсный размер частиц.Preferably 30 to 80 wt.%, more preferably 40 to 70 wt.%, even more preferably 50 to 65 wt.% of the particles have a granular particle size, and 20 to 70 wt.%, more preferably 30 to 60 wt.%, even more preferably from 35 to 50 wt.% of the particles have a fine particle size.

Предпочтительно смешанная композиция содержит по меньшей мере три фракции размера частиц (i) крупная более 4 мм, (ii) промежуточная от 4 до 0,5 мм и (iii) тонкодисперсная ниже 0,5 мм, где пиролитический углерод присутствует по меньшей мере в промежуточной и/или крупной фракциях.Preferably the mixed composition contains at least three particle size fractions (i) coarse over 4 mm, (ii) intermediate 4 to 0.5 mm, and (iii) fine below 0.5 mm, where pyrolytic carbon is present at least in the intermediate and/or large fractions.

Что касается общего пиролитического углерода: предпочтительно по меньшей мере 30 мас.% всего пиролитического углерода смешанной композиции находится во фракции промежуточного размера, более предпочтительно по меньшей мере 40 мас.%, даже более предпочтительно по меньшей мере 50 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 60 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 70 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 80 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 90 мас.%, даже более предпочтительно по меньшей мере 95 мас.%, даже более предпочтительно всего пиролитического углерода находится во фракции промежуточного размера.With regard to total pyrolytic carbon: preferably at least 30 wt.% of the total pyrolytic carbon of the mixed composition is in an intermediate size fraction, more preferably at least 40 wt.%, even more preferably at least 50 wt.%, more preferably at least at least 60 wt.%, more preferably at least 70 wt.%, more preferably at least 80 wt.%, more preferably at least 90 wt.%, even more preferably at least 95 wt.%, even more preferably of all pyrolytic carbon is in the fraction of intermediate size.

Что касается общего пиролитического углерода: предпочтительно от 30 до 100 мас.% всего пиролитического углерода смешанной композиции находится в фракции промежуточного размера, более предпочтительно от 40 до 100 мас.%, даже более предпочтительно от 50 до 100 мас.%, более предпочтительно от 60 до 100 мас.%, более предпочтительно от 70 до 100 мас.%, более предпочтительно от 80 до 100 мас.%, более предпочтительно от 90 до 100 мас.%, даже более предпочтительно от 95 до 100 мас.%, даже более предпочтительно всего пиролитического углерода находится в фракции промежуточного размера.With regard to total pyrolytic carbon: preferably 30 to 100 wt.% of the total pyrolytic carbon of the mixed composition is in the intermediate size fraction, more preferably 40 to 100 wt.%, even more preferably 50 to 100 wt.%, more preferably 60 up to 100 wt%, more preferably 70 to 100 wt%, more preferably 80 to 100 wt%, more preferably 90 to 100 wt%, even more preferably 95 to 100 wt%, even more preferably of all pyrolytic carbon is in the fraction of intermediate size.

Что касается общего пиролитического углерода: предпочтительно от 70 до 0 мас.% всего пиролитического углерода смешанной композиции находится в фракции тонкодисперсного и/или крупного размера, более предпочтительно от 60 до 0 мас.%, даже более предпочтительно от 50 до 0 мас.%, более предпочтительно от 40 до 0 мас.%, более предпочтительно от 30 до 0 мас.%, более предпочтительно от 20 до 0 мас.%, более предпочтительно от 10 до 0 мас.%, даже более предпочтительно от 5 до 0 мас.%, даже более предпочтительно ни один из всего пиролитического углерода не находится во фракции тонкодисперсного и/или крупного размера.With regard to total pyrolytic carbon: preferably 70 to 0 wt.% of the total pyrolytic carbon of the mixed composition is in the fine and/or coarse size fraction, more preferably 60 to 0 wt.%, even more preferably 50 to 0 wt.%, more preferably 40 to 0 wt%, more preferably 30 to 0 wt%, more preferably 20 to 0 wt%, more preferably 10 to 0 wt%, even more preferably 5 to 0 wt% even more preferably, none of the total pyrolytic carbon is in the fine and/or coarse size fraction.

Предпочтительно от 30 до 80 мас.%, более предпочтительно от 40 до 75%, даже более предпочтительно от 50 до 75% частиц имеют промежуточный и/или крупный размер частиц, и от 20 до 70%, более предпочтительно от 25 до 60%, даже более предпочтительно от 25 до 50% частиц являются тонкодисперсными.Preferably 30 to 80% by weight, more preferably 40 to 75%, even more preferably 50 to 75% of the particles are of intermediate and/or coarse particle size, and 20 to 70%, more preferably 25 to 60%, even more preferably, 25 to 50% of the particles are fine.

Предпочтительно от 10 до 40%, более предпочтительно от 20 до 30% частиц имеют крупный размер частиц, от 20 до 50%, более предпочтительно от 30 до 40% частиц имеют промежуточный размер частиц, и от 25 до 55%, более предпочтительно от 30 до 50%, более предпочтительно от 35 до 45% частиц являются тонкодисперсными.Preferably 10 to 40%, more preferably 20 to 30% of the particles have a coarse particle size, 20 to 50%, more preferably 30 to 40% of the particles have an intermediate particle size, and 25 to 55%, more preferably 30 up to 50%, more preferably 35 to 45% of the particles are fine.

В зависимости от производства анодов производители анодов используют разные фракции и размеры, типичные значения приведены в следующей таблице.Depending on the production of anodes, anode manufacturers use different fractions and sizes, typical values are shown in the following table.

Смешанную композицию предпочтительно получают посредством смешивания пиролитического углерода и нефтяного кокса; предпочтительно посредством смешивания сухого пиролитического углерода и сухого нефтяного кокса.The mixed composition is preferably obtained by mixing pyrolytic carbon and petroleum coke; preferably by mixing dry pyrolytic carbon and dry petroleum coke.

Смешанная композиция может быть смешана на заводе обжига, например, до или после обжига нефтяного кокса, лучше после обжига. В качестве альтернативы смешанная композиция может быть смешана до или после отправки в соответствующие пункты. В качестве альтернативы, смешанная композиция может быть смешана на заводе по производству анодов либо перед дроблением, просеиванием и сортировкой фракций по размеру, либо путем добавления пиролитического углерода непосредственно в уже измельченный, просеянный и отсортированный агрегат нефтяного кокса.The mixed composition may be mixed at the roasting plant, for example before or after the firing of the petroleum coke, preferably after firing. Alternatively, the mixed composition may be mixed before or after shipment to the appropriate locations. Alternatively, the blended composition can be blended at the anode plant, either prior to crushing, screening and sizing, or by adding pyrolytic carbon directly to the already crushed, screened and graded petroleum coke aggregate.

Кроме того, настоящее изобретение относится к составу электрода, предпочтительно составу анода, содержащему смесь (i) смешанной композиции нефтяного кокса и пиролитического углерода, как описано выше, (ii) огарков и/или лома и (iii) связующего материала.In addition, the present invention relates to an electrode composition, preferably an anode composition, containing a mixture of (i) a mixed composition of petroleum coke and pyrolytic carbon as described above, (ii) cinders and/or scrap, and (iii) a binder material.

Как правило, от 35 до 95 мас.% всей массы состава анода составляет смешанная композиция, предпочтительно от 50 до 80 мас. %. Как правило, от 0 до 40 мас.% всей массы состава анода составляют огарки и/или лом, предпочтительно от 15 до 30 мас. %. Как правило, от 5 до 25 мас.% всей массы состава анода составляет связующее, предпочтительно от 10 до 20 мас.%, даже более предпочтительно от 13 до 18 мас.%.Typically, from 35 to 95 wt.% of the total weight of the composition of the anode is a mixed composition, preferably from 50 to 80 wt. %. As a rule, from 0 to 40 wt.% of the total weight of the composition of the anode are cinders and/or scrap, preferably from 15 to 30 wt. %. Typically, 5 to 25% by weight of the total weight of the anode composition is binder, preferably 10 to 20% by weight, even more preferably 13 to 18% by weight.

Применение огарков и лома известно из уровня техники (Belitskus, David. "Effect of carbon recycle materials on properties of bench scale prebaked anodes for aluminum smelting." Metallurgical Transactions В 12.1 (1981): 135-139; Schmidt-Hatting, W., Kooijman, A.A., & Perruchoud, R. (2016). Investigation of the quality of recycled anode butts. In Essential Readings in Light Metals (pp.251-266). Springer, Cham.; Schmidt-Hatting, Wolfgang, and A. Kooijman. "Optimization of the anode carbon consumption with respect to butt recycling." Light Metals 1993 (1993): 579-585).The use of cinders and scrap is known in the art (Belitskus, David. "Effect of carbon recycle materials on properties of bench scale prebaked anodes for aluminum smelting." Metallurgical Transactions B 12.1 (1981): 135-139; Schmidt-Hatting, W., Kooijman, A.A., & Perruchoud, R. (2016) Investigation of the quality of recycled anode butts In Essential Readings in Light Metals (pp.251-266) Springer, Cham.; Schmidt-Hatting, Wolfgang, and A. Kooijman, "Optimization of the anode carbon consumption with respect to butt recycling." Light Metals 1993 (1993): 579-585.

Могут использоваться все связующие, известные из литературы (Perruchoud, Raymond С., Markus W. Meier, and Werner K. Fischer. "Survey on worldwide prebaked anode quality." LIGHT METALS-WARRENDALE-PROCEEDINGS. - TMS, 2004). Предпочтительно, в качестве связующего может использоваться пек каменноугольной смолы или комбинация связующего пека.All binders known from the literature can be used (Perruchoud, Raymond C., Markus W. Meier, and Werner K. Fischer. "Survey on worldwide prebaked anode quality." LIGHT METALS-WARRENDALE-PROCEEDINGS. - TMS, 2004). Preferably, coal tar pitch or a combination of pitch binder can be used as the binder.

Предпочтительно общее содержание серы в составе анода составляет от 0 до 5 мас.%, более предпочтительно в интервале от 0,5 до 3,5 мас.%, более предпочтительно в интервале от 1,0 до 2,5 мас.%. Предпочтительно, соотношение в смешанной композиции зависит от желаемого конечного содержания серы.Preferably, the total sulfur content of the anode composition is from 0 to 5 wt.%, more preferably in the range from 0.5 to 3.5 wt.%, more preferably in the range from 1.0 to 2.5 wt.%. Preferably, the ratio in the mixed composition depends on the desired final sulfur content.

Смешанную композицию и огарки и/или лом предпочтительно предварительно нагревают, предпочтительно до температуры (для плавления связующего) 100 и 175°С, и смешивают со связующим, как правило, пеком каменноугольной смолы, которое также предпочтительно предварительно нагревают до расплавления. Предварительно нагретый состав анода предпочтительно прессуют до окончательной формы, гарантируя, что прессованный анодный блок сохранит свою структурную форму. Необожженный прессованный материал впоследствии предпочтительно нагревают при повышенной температуре, например, от 1000 до 1250°С, с образованием обожженного анода, до тех пор, пока он не станет пригодным для потребления в электролизере.The mixed composition and cinders and/or scrap are preferably preheated, preferably to a temperature (to melt the binder) of 100 and 175°C, and mixed with a binder, typically coal tar pitch, which is also preferably preheated to melt. The preheated anode composition is preferably pressed to its final shape, ensuring that the pressed anode block retains its structural shape. The unfired compact is subsequently preferably heated at an elevated temperature, eg 1000 to 1250° C., to form the fired anode until it is suitable for consumption in the electrolytic cell.

Настоящее изобретение также относится к углеродному аноду, подходящему для применения в качестве анода в алюминиевом электролизере, который содержит смешанную композицию, содержащую смесь (i) нефтяного кокса в количестве от 20 до 99 мас.% и (ii) пиролитического углерода в количестве от 1 до 80 мас.% из расчета на общую массу смешанной композиции, где смешанная композиция содержит по меньшей мере две фракции размера частиц (i) гранулярная более 0,5 мм и (ii) тонкодисперсная ниже 0. 5 мм, где пиролитический углерод присутствует по меньшей мере в фракции гранулярного размера.The present invention also relates to a carbon anode suitable for use as an anode in an aluminum cell, which contains a mixed composition containing a mixture of (i) petroleum coke in an amount of from 20 to 99 wt.% and (ii) pyrolytic carbon in an amount of from 1 to 80 wt.% based on the total weight of the mixed composition, where the mixed composition contains at least two particle size fractions (i) granular more than 0.5 mm and (ii) finely divided below 0.5 mm, where pyrolytic carbon is present at least in a granular size fraction.

Предпочтительно, углеродный анод, полученный в соответствии с настоящим изобретением, обеспечивает одно или несколько из следующих эксплуатационных свойств, предпочтительно все упомянутые параметры.Preferably, the carbon anode obtained in accordance with the present invention provides one or more of the following performance properties, preferably all mentioned parameters.

Плотность необожженного материала предпочтительно составляет по меньшей мере вплоть до 1,50 г/см3. Установленные интервалы для СРС анодов являются от 1,54 до 1,66 г/см3 (ISO 12985-1).The density of the green material is preferably at least up to 1.50 g/cm 3 . The established intervals for CPC anodes are from 1.54 to 1.66 g/cm 3 (ISO 12985-1).

Насыпная плотность предпочтительно составляет по меньшей мере вплоть до 1,50 г/см3 (ISO 12985-1). Установленные интервалы для СРС анодов являются от 1,50 до 1,63 г/см3 (ISO 12985-1).The bulk density is preferably at least up to 1.50 g/cm 3 (ISO 12985-1). The established intervals for CPC anodes are from 1.50 to 1.63 g/cm 3 (ISO 12985-1).

Сопротивление тепловому удару и механическое сопротивление предпочтительно составляет более 6 МПа (ISO 12986-1), где 8 14 МПа является типичным интервалом для СРС анодов.Thermal shock resistance and mechanical resistance are preferably greater than 6 MPa (ISO 12986-1), where 8-14 MPa is a typical range for CPC anodes.

Прочность на сжатие предпочтительно составляет более 25 МПа (ISO 18515).The compressive strength is preferably more than 25 MPa (ISO 18515).

Электрическое сопротивление предпочтительно составляет ниже 80 мкОм. 50-60 мкОм является типичным промышленным интервалом.The electrical resistance is preferably below 80 μΩ. 50-60 µΩ is a typical industrial range.

Так называемый остаток воздуха после тестовой реакции с воздухом предпочтительно выше 65 мас.%, более предпочтительно выше 85 мас.%, в случае реакционной способности в отношении воздуха (типично 65-90, ISO 12989-1). Так называемый остаток CO2 после тестовой реакции с CO2 предпочтительно выше 80 мас.%, более предпочтительно выше 90 мас.% для реакционной способности в отношении CO2 (где 80-95 являются общепринятыми, ISO 12988-1).The so-called residual air after the test reaction with air is preferably above 65% by weight, more preferably above 85% by weight, in the case of air reactivity (typically 65-90, ISO 12989-1). The so-called residual CO 2 after the test reaction with CO 2 is preferably above 80% by weight, more preferably above 90% by weight for CO 2 reactivity (where 80-95 are common, ISO 12988-1).

Настоящее изобретение относится к применению угольного анода согласно настоящему изобретению в качестве анода в алюминиевом электролизере.The present invention relates to the use of a carbon anode according to the present invention as an anode in an aluminum cell.

Любой из вышеупомянутых новых электродов или электродов, изготовленных способом согласно настоящему изобретению, можно использовать в способе получения алюминия электролизом в расплавленной соли оксида алюминия, который включает электролиз оксида алюминия, растворенного в расплаве соли, при повышенной температуре путем прохождения постоянного тока через анод к катоду, расположенному в указанном расплаве соли, где указанный анод представляет собой любой из упомянутых выше электродов.Any of the aforementioned new electrodes or electrodes made by the method of the present invention can be used in a process for producing aluminum by molten salt electrolysis of alumina, which includes the electrolysis of alumina dissolved in a molten salt at an elevated temperature by passing a direct current through the anode to the cathode, located in the specified molten salt, where the specified anode is any of the above-mentioned electrodes.

Хотя выше был описан конкретный электрод, пригодный для электролиза в расплавленной соли оксида алюминия до алюминия в соответствии с настоящим изобретением с целью иллюстрации того, каким образом изобретение может быть использовано с пользой, следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено этим. То есть настоящее изобретение может подходящим образом включать, состоять из или по существу состоять из перечисленных элементов. Кроме того, настоящее изобретение, иллюстративно раскрытое в настоящем документе, может быть подходящим образом осуществлено на практике в отсутствие какого-либо элемента, что конкретно не раскрыто в настоящем документе. Соответственно, любые модификации, вариации или эквивалентные устройства, которые могут быть сделаны специалистами в данной области техники, следует рассматривать как находящиеся в пределах объема настоящего изобретения.Although a specific electrode suitable for molten alumina to aluminum salt electrolysis according to the present invention has been described above in order to illustrate how the invention can be used to advantage, it should be understood that the present invention is not limited thereto. That is, the present invention may suitably include, consist of, or essentially consist of the listed elements. Moreover, the present invention illustratively disclosed herein can be suitably practiced in the absence of any element not specifically disclosed herein. Accordingly, any modifications, variations, or equivalent arrangements that may be made by those skilled in the art should be considered to be within the scope of the present invention.

Результаты, полученные для смеси-состава, наглядно демонстрируют потенциал подхода смешивания.The results obtained for the mixture-composition clearly demonstrate the potential of the mixing approach.

Смешивание пиролитического углерода с низким содержанием серы снижает общее содержание серы в плавильных анодах алюминия, в то время как другие упомянутые параметры остаются в желаемых диапазонах для рабочих характеристик, и смесь превышает ожидаемое среднее значение для отдельных компонентов смеси. Это преимущество демонстрируется на примерах.Mixing low sulfur pyrolytic carbon reduces the total sulfur content of aluminum melting anodes while the other parameters mentioned remain within the desired performance ranges and the blend exceeds the expected average of the individual blend components. This advantage is demonstrated by examples.

Примеры демонстрируют, что недостаток, наблюдаемый для кокса с высоким содержанием серы, полностью исключается пиролитическим углеродом:The examples demonstrate that the disadvantage observed for high sulfur coke is completely eliminated by pyrolytic carbon:

Требования к пеку и внешнему виду обожженных анодов из коксовой смеси являются типичными.The requirements for pitch and appearance of baked coke mix anodes are typical.

Реакционная способность в отношении воздуха достигает уровня, подходящего для предварительно обожженных анодов.The air reactivity reaches a level suitable for pre-baked anodes.

Примеси Fe, Si, Са и Р находятся в типичных пределах.Fe, Si, Ca, and P impurities are within typical limits.

Содержание S логичным образом в два раза меньше, чем наблюдаемое в анодах чистого HS, и соответствует строгим требованиям (менее 1,5%), касающимся выбросов SO2.The S content is logically half that observed in pure HS anodes and meets stringent requirements (less than 1.5%) for SO 2 emissions.

Высокий коэффициент теплового расширения (СТЕ) высокосернистого кокса полностью компенсируется низким коэффициентом пиролитического углерода.The high coefficient of thermal expansion (CTE) of high sulfur coke is fully offset by the low coefficient of pyrolytic carbon.

Кроме того, также устранены недостатки чистых анодов пиролитического углерода:In addition, the disadvantages of pure pyrolytic carbon anodes are also eliminated:

Удельное электрическое сопротивление и механические характеристики смешанных анодов находятся в пределах нормы.The specific electrical resistance and mechanical characteristics of mixed anodes are within the normal range.

Реакционная способность смешанных анодов в отношении CO2 близка к типичному диапазону.The reactivity of mixed anodes with respect to CO 2 is close to the typical range.

Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает углеродные электроды с пониженным содержанием серы, обладающие характеристиками, включая плотность, воздухопроницаемость, прочность на сжатие, модуль упругости, теплопроводность, коэффициент теплопроводности, реакционной способности в отношении воздуха и реакционной способности в отношении карбоксигрупп, которые находятся в допустимых диапазонах для алюминиевых заводов.Thus, the present invention provides reduced sulfur carbon electrodes having characteristics including density, air permeability, compressive strength, elastic modulus, thermal conductivity, thermal conductivity, air reactivity, and carboxy reactivity, which are within acceptable ranges. for aluminum plants.

ПримерыExamples

Параметры (см. "Anode Manufacture, Raw Materials Formulation and Processing Parameters, Kristine L. Hulse, R&D Carbon, Page 10-14)Parameters (See "Anode Manufacture, Raw Materials Formulation and Processing Parameters, Kristine L. Hulse, R&D Carbon, Page 10-14")

Плотность необожженного материалаDensity of unfired material

Кажущуюся плотность необожженного материала измеряли исходя из геометрических размеров и веса анода сразу после уплотнения (т.е. массы необожженного анода, поделенная на расчетный объем необожженного анода). Изменения этого параметра указывают на то, что есть изменения качества сырья, нарушения процесса, особенно в температуре формования и условиях смешивания.The apparent density of the green material was measured from the geometric dimensions and the weight of the anode immediately after densification (ie the weight of the green anode divided by the calculated volume of the green anode). Changes in this parameter indicate that there are changes in the quality of raw materials, process disturbances, especially in molding temperature and mixing conditions.

Плотность обожженного материалаDensity of fired material

Кажущуюся плотность обожженного материала измеряли делением массы обожженного анода на расчетный объем обожженного анода. Высокая плотность обожженного материала снижает воздухопроницаемость анода, его удельное электрическое сопротивление и может продлить срок службы анода в элементах. Чрезвычайно высокая плотность может привести к проблемам теплового удара Кажущаяся плотность обожженного материала контролируется (Sadler et al. 1995): выбором сырья; агрегатной гранулометрией; оптимальным содержанием пека; оптимальной обработкой, чтобы избежать плохого уплотнения в ходе формования (или расширения во время обжига).The apparent density of the fired material was measured by dividing the mass of the fired anode by the calculated volume of the fired anode. The high density of fired material reduces the air permeability of the anode, its electrical resistivity and can extend the life of the anode in the cells. Extremely high density can lead to thermal shock problems The apparent density of fired material is controlled (Sadler et al. 1995): by choice of raw material; aggregate granulometry; optimal pitch content; optimal processing to avoid poor compaction during molding (or expansion during firing).

Прочность на изгибBending strength

Прочность на изгиб свидетельствует о присутствии микротрещин в структуре анода. Низкие значения прочности на изгиб обычно указывают на проблемы со стабильностью зерна кокса, условиями формования или высокой скоростью нагрева во время обжига (Fischer and Perruchoud 1992). Это механическое свойство важно при обращении с анодным блоком, его установке и армировании.Flexural strength indicates the presence of microcracks in the anode structure. Low flexural strength values usually indicate problems with coke grain stability, molding conditions, or high heating rates during roasting (Fischer and Perruchoud 1992). This mechanical property is important in the handling, installation and reinforcement of the anode block.

Прочность на сжатиеCompressive strength

Прочность анода в основном зависит от прочности кокса, температуры размягчения пека и содержания пека (Wilkening and Beilstein 1994). Важно, чтобы анод имел достаточную механическую прочность, чтобы выдерживать манипуляции во время обработки и установки анода. Огарки должны быть достаточно прочными, чтобы можно было удалить использованные огарки из ванны (Sadler et al. 1995).The strength of the anode is mainly dependent on the strength of the coke, the softening temperature of the pitch, and the pitch content (Wilkening and Beilstein 1994). It is important that the anode has sufficient mechanical strength to withstand manipulation during processing and installation of the anode. The stubs must be strong enough to allow the used stubs to be removed from the bath (Sadler et al. 1995).

Удельное электрическое сопротивлениеSpecific electrical resistance

Удельное электрическое сопротивление угольных анодов в идеале должно быть как можно более низким. Это необходимо для уменьшения потерь энергии, связанных с резистивным нагревом анодов (Sadler et al. 1995). Удельное сопротивление сильно зависит от основной структуры кокса, плотности анода и распределения пор. Невидимые трещины, дефекты и другие дефекты могут быть результатом проблем со смешиванием или прессованием, чрезмерной влажности пасты или теплового удара в ходе обжига или охлаждения. Наличие микротрещин наблюдается по высоким значениям стандартного отклонения (Fischer and Perruchoud 1987). Очень низкие значения удельного электрического сопротивления и высокие уровни теплопроводности могут быть результатом перепекания. Эта ситуация может вызвать проблемы с подгоранием.The electrical resistivity of carbon anodes should ideally be as low as possible. This is necessary to reduce the energy losses associated with resistive heating of the anodes (Sadler et al. 1995). Resistivity is highly dependent on the underlying coke structure, anode density and pore distribution. Invisible cracks, imperfections, and other imperfections may be the result of mixing or pressing problems, excessive paste moisture, or thermal shock during firing or cooling. The presence of microcracks is observed by high standard deviation values (Fischer and Perruchoud 1987). Very low electrical resistivity values and high levels of thermal conductivity can result from overbaking. This situation can cause burning problems.

Реакционная способность в отношении CO2 и реакционная способность в отношении воздухаCO 2 reactivity and air reactivity

Значения реакционной способности важны для определения чувствительности анода к избыточному расходу углерода и пылению в электролизной ячейке. На это сильно влияют примеси, присутствующие в сырье (Hume 1993) и параметры обжига, такие как температура и время выдержки при нагревании (Fischer et al. 1993).The reactivity values are important for determining the sensitivity of the anode to excessive carbon consumption and dusting in the electrolysis cell. This is strongly influenced by impurities present in the raw material (Hume 1993) and firing parameters such as temperature and holding time on heating (Fischer et al. 1993).

Настоящее изобретениеThe present invention

Сравнительные примерыComparative examples

Содержание серы:Sulfur content:

Источники углеродаSources of carbon

Пиролитический углеродpyrolytic carbon

Пиролитический углерод в примере 1 был получен разложением природного газа и осаждением на СРС (с размером частиц 0,5-2,5 мм, содержанием серы 1,1 мас.% и истинной плотностью в ксилоле 2,09 г/см3) в псевдоожиженном слое при температуре 1100-1300°С и давлении 1-2 бар (абс).The pyrolytic carbon in example 1 was obtained by decomposition of natural gas and precipitation on the CPC (with a particle size of 0.5-2.5 mm, a sulfur content of 1.1 wt.% and a true density in xylene of 2.09 g/cm 3 ) in a fluidized layer at a temperature of 1100-1300°C and a pressure of 1-2 bar (abs).

Пиролитический углерод из примера 2-5 был получен в реакторе с неподвижным слоем при 1200°С и давлении 1,0-1,2 бар (абс.) путем разложения метана и осаждения на СРС (этот тип имел размер частиц 1-4 мм, содержание серы 0,95 мас.% и аналогичную истинную плотность в ксилоле).Pyrolytic carbon from example 2-5 was obtained in a fixed bed reactor at 1200°C and a pressure of 1.0-1.2 bar (abs.) by decomposition of methane and precipitation on CPC (this type had a particle size of 1-4 mm, sulfur content of 0.95 wt.% and a similar true density in xylene).

HS коксHS coke

Кокс HS представляет собой типичный прокаленный нефтяной кокс с содержанием серы 3,1 мас.%, уровнями примесей 400 частей на миллион V, 800 частей на миллион Si, 700 частей на миллион Fe, 500 частей на миллион Са и истинной плотностью в ксилоле 2,07 г/см3, общая пористость 25,7% (DIN66133),HS coke is a typical calcined petroleum coke with a sulfur content of 3.1 wt%, impurity levels of 400 ppm V, 800 ppm Si, 700 ppm Fe, 500 ppm Ca, and a true density in xylene of 2, 07 g/cm 3 , total porosity 25.7% (DIN66133),

Этот материал доступен у стандартных поставщиков и продавцов СРС.This material is available from standard vendors and CPC vendors.

Кокс С HQCoke With HQ

Этот кокс используется в качестве эталонного СРС «высокого качества» и характеризуется содержанием серы 0,95 мас.%, уровнями примесей 30 частей на миллион V, 10 частей на миллион Si, 80 частей на миллион Fe, 20 частей на миллион Са и истинной плотностью 2,08 г/см3. Общая пористость 20%.This coke is used as a “high quality” reference CPC and has a sulfur content of 0.95 wt%, impurity levels of 30 ppm V, 10 ppm Si, 80 ppm Fe, 20 ppm Ca, and true gravity 2.08 g/ cm3 . Total porosity 20%.

СРСSRS

Материал, обозначенный как СРС, обозначает подложку для пиролитического углерода примера 2-5, которая представляет собой кокс с 1,1 мас.% S и истинной плотностью в ксилоле 2,09 г/см3. Уровни примесей составляют 180 частей на миллион V, 100 частей на миллион Si, 90 частей на миллион Fe, 50 частей на миллион Са. Общая пористость 23%.The material referred to as CPC denotes the pyrolytic carbon support of Example 2-5, which is coke with 1.1 wt% S and a true density in xylene of 2.09 g/cm 3 . Impurity levels are 180 ppm V, 100 ppm Si, 90 ppm Fe, 50 ppm Ca. Total porosity 23%.

ПекPitch

МатериалMaterial

Связующее, использованное в примерах, представляет собой пек каменноугольной смолы с типичной точкой размягчения по Меттлеру (ISO 5940-2) 113°С. Другими важными характеристиками пека были нерастворимость в хинолине (ISO 6791) 8,4%, нерастворимость в толуоле (ISO 6376) 28% и истинная плотность в гелии (ISO 21687) 1,31 г/см3.The binder used in the examples is coal tar pitch with a typical Mettler softening point (ISO 5940-2) of 113°C. Other important characteristics of the pitch were insolubility in quinoline (ISO 6791) 8.4%, insolubility in toluene (ISO 6376) 28% and true density in helium (ISO 21687) 1.31 g/cm 3 .

Содержание пекаPitch content

Получение анодов 1-5, 1С, 2С, 3СObtaining anodes 1-5, 1C, 2C, 3C

Аноды были изготовлены по многостадийной процедуре. Первой стадией было просеивание сырья пиролитического углерода и СРС на фракции 8-4 мм, 4-1 мм, 1-0,5 мм и 0,5-0,25 мм. Второй стадией было образование тонкодисперсных частиц (фракция <0,25 мм) в желаемом количестве. Фракция 8-4 мм была изготовлена из предварительно обожженного лома с соответствующим соотношением пиролитический углерод и нефтяной кокс. Конкретные для состава количества пиролитического углерода и/или HS СРС или Кокс HQ для каждой фракции смешивали вместе для получения так называемого сухого агрегата. Этот сухой агрегат затем нагревали выше точки размягчения пека каменноугольной смолы (113°С) и смешивали со связующим пеком каменноугольной смолы. Пастообразную смесь переносили в гидравлический пресс и формовали в так называемый необожженный анод при давлении >400 бар. Затем необожженные аноды обжигались при температуре 1100°С. После обжига клейкий материал удаляли с анодного блока, и анод очищали. По меньшей мере три различных количества пека были испытаны для каждого состава сухого агрегата, и для каждой из этих концентраций пека были изготовлены и испытаны три тестовых анодных блока.The anodes were fabricated by a multi-stage procedure. The first stage was the sifting of raw materials of pyrolytic carbon and CPC into fractions of 8-4 mm, 4-1 mm, 1-0.5 mm and 0.5-0.25 mm. The second stage was the formation of fine particles (fraction <0.25 mm) in the desired amount. Fraction 8-4 mm was made from pre-baked scrap with the appropriate ratio of pyrolytic carbon and petroleum coke. Formulation-specific quantities of pyrolytic carbon and/or HS CPC or Cox HQ for each fraction were mixed together to form a so-called dry aggregate. This dry aggregate was then heated above the softening point of coal tar pitch (113° C.) and mixed with the coal tar pitch binder. The pasty mixture was transferred to a hydraulic press and molded into a so-called green anode at a pressure of >400 bar. Then the unfired anodes were fired at a temperature of 1100°C. After firing, the adhesive material was removed from the anode block and the anode was cleaned. At least three different amounts of pitch were tested for each dry aggregate composition, and three test anode blocks were made and tested for each of these pitch concentrations.

1. Измерение для примеры 1, 1С, 2С1. Measurement for examples 1, 1C, 2C

Пояснения к Фиг. 1-10Explanations for Fig. 1-10

Серые зоны на чертежах показывают типичные значения для анодов, используемых в алюминиевой промышленности.The gray areas in the drawings show typical values for anodes used in the aluminum industry.

Все точки данных представляют собой среднее значение для трех отдельных протестированных анодов.All data points are the average of the three individual anodes tested.

Следующие символы используются для различения примеров на чертежах:The following symbols are used to distinguish the examples in the drawings:

1.1 Плотность (Фиг. 1)1.1 Density (Fig. 1)

Плотность должна быть высокой, чтобы увеличить массу угля, подаваемого на электролиз.The density must be high in order to increase the mass of coal fed to the electrolysis.

ЗаключениеConclusion

Плотность необожженных и обожженных анодов в примере 1 находится в желаемом высоком диапазоне. Удивительно, но плотность смешанной композиции 50/50 не является линейной интерполяцией между пиролитическим углеродом высокой плотности и HS-коксом низкой плотности. Вместо этого плотность смеси смещается в сторону желаемых более высоких плотностей.The density of the green and baked anodes in Example 1 is in the desired high range. Surprisingly, the density of the 50/50 mixed composition is not a linear interpolation between high density pyrolytic carbon and low density HS coke. Instead, the density of the mixture is shifted towards the desired higher densities.

1.2 Прочность (Фиг. 2)1.2 Strength (Fig. 2)

Прочность должна быть высокой, чтобы улучшить сопротивление тепловому удару.The strength must be high in order to improve the thermal shock resistance.

ЗаключениеConclusion

Прочность смеси 50/50 в примере 1 также является нелинейным средним значением для примеров 1С и 2С, как ожидал квалифицированный специалист в данной области техники. Это удивительное открытие имеет большое значение для подхода к смешиванию согласно настоящему изобретению, поскольку анод, полностью сделанный из пиролитического углерода (пример 1С), выходит из строя из-за недостаточной механической прочности.The strength of the 50/50 mixture in example 1 is also a non-linear average for examples 1C and 2C, as expected by a person skilled in the art. This surprising finding is of great importance for the mixing approach of the present invention, since an anode made entirely of pyrolytic carbon (Example 1C) fails due to insufficient mechanical strength.

1.3 Электрическое сопротивление (Фиг. 3)1.3 Electrical resistance (Fig. 3)

Удельное электрическое сопротивление должно быть низким, чтобы снизить потребление электроэнергии в электролизной ячейке.The electrical resistivity must be low in order to reduce the electricity consumption in the electrolysis cell.

ЗаключениеConclusion

Удельное электрическое сопротивление в примере 1С не является линейным средним для примеров 1С и 2С. Опять же, оно смещено в более желаемом направлении с низким электрическим сопротивлением, что снижает потребление энергии в электролитической ячейке.The electrical resistivity in example 1C is not a linear average for examples 1C and 2C. Again, it is biased in a more desirable direction with low electrical resistance, which reduces the power consumption of the electrolytic cell.

1.4 Реакционная способность в отношении CO2 (Фиг. 4): Остаточная реакционная способность в отношении CO2:1.4 CO 2 reactivity (Fig. 4): Residual CO 2 reactivity:

Остаточная реакционная способность в отношении CO2 должна быть высокой, чтобы уменьшить количество углерода, который вступает в реакцию с CO2.The residual reactivity with CO 2 must be high in order to reduce the amount of carbon that reacts with CO 2 .

Реакционная способность пыли в отношении CO2:Dust reactivity with respect to CO 2 :

Реакционная способность пыли в отношении CO2 должна быть низкой, чтобы избежать попадания частиц углерода в ванну, что приведет к увеличению удельного сопротивления.The reactivity of the dust with respect to CO 2 must be low in order to avoid carbon particles entering the bath, which will lead to an increase in resistivity.

Потеря реакционной способности в отношении CO2:Loss of reactivity towards CO 2 :

Потеря реакционной способности в отношении CO2 должна быть низкой, чтобы уменьшить количество углерода, который вступает в реакцию с CO2.The loss of reactivity with CO 2 should be low in order to reduce the amount of carbon that reacts with CO 2 .

Заключение:Conclusion:

Удивительно, но анод, сделанный из менее загрязненного пиролитического углерода (пример 1С), имеет более высокую реакционную способность по отношению к CO2. Это связано с более высокой степенью пыления. Пыление в этом случае вызывается селективной реакцией связующей матрицы из-за несоответствия реакционной способности между незагрязненной гранулированной структурой pyro-С и загрязненной, более реакционной матрицей. Однако удивительно, что смесь 50/50 компенсирует это несоответствие реакционной способности, хотя некоторое несоответствие реакционной способности остается - между загрязненными частицами кокса HS, смолистой матрицей и относительно чистыми частицами пиролитического углерода.Surprisingly, an anode made from less contaminated pyrolytic carbon (example 1C) has a higher reactivity with respect to CO 2 . This is due to the higher degree of dusting. Dusting in this case is caused by a selective reaction of the binder matrix due to a reactivity mismatch between the uncontaminated pyro-C granular structure and the contaminated, more reactive matrix. Surprisingly, however, the 50/50 mixture compensates for this reactivity mismatch, although some reactivity mismatch remains between contaminated HS coke particles, tar matrix, and relatively pure pyrolytic carbon particles.

1.5 Реакционная способность в отношении воздуха (Фиг. 5)1.5 Reactivity with air (Fig. 5)

Остаточная реакционная способность в отношении воздуха:Residual reactivity towards air:

Остаточная реакционная способность в отношении воздуха должна быть высокой, чтобы уменьшить количество углерода, вступающего в реакцию с воздухом.The residual reactivity with air must be high in order to reduce the amount of carbon that reacts with air.

Реакционная способность пыли в отношении воздуха:Reactivity of dust in relation to air:

Реакционная способность пыли в отношении воздуха должна быть невысокой, чтобы в ванну не попадали частицы углерода, которые увеличивают удельное сопротивление.The reactivity of the dust with respect to air must be low so that carbon particles do not enter the bath, which increase the resistivity.

Потеря реакционной способности в отношении воздуха:Loss of reactivity towards air:

Потеря реакционной способности в отношении воздуха должна быть низкой, чтобы уменьшить количество углерода, вступающего в реакцию с воздухом.The loss of reactivity with air must be low to reduce the amount of carbon that reacts with air.

ЗаключениеConclusion

Реакционная способность в отношении воздуха смешанного анода (пример 1) находится в требуемом диапазоне и полностью компенсирует высокую реакционную способность кокса HS (пример 2С).The air reactivity of the mixed anode (Example 1) is in the desired range and fully compensates for the high reactivity of the HS coke (Example 2C).

1.6 Примеси1.6 Impurities

ЗаключениеConclusion

Примеси зависят только от соотношения в смеси и являются линейным средним для обоих материалов, то есть пример 1 представляет собой среднее значение для примеров 1С и 2С, как мог бы ожидать специалист в данной области. Однако стоит подчеркнуть, что настоящее изобретение обеспечивает решение проблемы выбросов серы, а также снижает соответствующие загрязнения. Концентрация серы в примере 1, а также других примесей хорошо соответствует правительственным ограничениям на выбросы и промышленным спецификациям. Удивительный аспект состоит в том, что два материала, которые настолько различаются по составу, могут использоваться в смеси в качестве сырья для анода.Impurities depend only on the mixture ratio and are a linear average for both materials, that is, example 1 is the average of examples 1C and 2C, as one skilled in the art would expect. However, it is worth emphasizing that the present invention provides a solution to the problem of sulfur emissions and also reduces the associated pollution. The concentration of sulfur in Example 1, as well as other impurities, is well within government emission limits and industry specifications. The surprising aspect is that two materials that are so different in composition can be used in a mixture as an anode feedstock.

2. Пример 2-5, 3С2. Example 2-5, 3C

ПоясненияExplanations

Серые зоны на чертежах показывают типичные значения для анодов, используемых в алюминиевой промышленности.The gray areas in the drawings show typical values for anodes used in the aluminum industry.

Все точки данных представляют собой среднее значение для трех отдельных протестированных анодов.All data points are the average of the three individual anodes tested.

Следующие символы используются для различения примеров на чертежах:The following symbols are used to distinguish the examples in the drawings:

2.1 Плотность (Фиг. 6)2.1 Density (Fig. 6)

Плотность должна быть высокой, чтобы увеличить массу угля, подаваемого на электролиз.The density must be high in order to increase the mass of coal fed to the electrolysis.

ЗаключениеConclusion

Примеры 2-5 показывают по сравнению с 3С, что заданная высокая плотность может быть достигнута с высокой долей пиролитического углерода в аноде. Удивительно, но плотность даже выше среднего отраслевого диапазона, что указывает на преимущество смеси по сравнению со стандартным анодом СРС.Examples 2-5 show, in comparison to 3C, that the desired high density can be achieved with a high proportion of pyrolytic carbon in the anode. Surprisingly, the density is even above the average industry range, indicating an advantage over the mixture compared to the standard CPC anode.

2.2 Прочность (Фиг. 7)2.2 Strength (Fig. 7)

Прочность должна быть высокой, чтобы улучшить сопротивление тепловому удару.The strength must be high in order to improve the thermal shock resistance.

ЗаключениеConclusion

В случае прочности на сжатие можно было бы ожидать снижения при смешивании с пиролитический углеродом. Это происходит из-за слоистой структуры и, как следствие, высокой анизотропии пиролитического углерода. Однако прочность остается на приемлемом уровне, чего нельзя было ожидать, учитывая представленные в уровне техники попытки использовать пиролитический углерод в электродах.In the case of compressive strength, a reduction would be expected when mixed with pyrolytic carbon. This is due to the layered structure and, as a consequence, the high anisotropy of pyrolytic carbon. However, the strength remains at an acceptable level, which could not be expected given prior art attempts to use pyrolytic carbon in electrodes.

2.3 Электрическое сопротивление (Фиг. 8)2.3 Electrical resistance (Fig. 8)

Удельное электрическое сопротивление должно быть низким, чтобы снизить потребление электроэнергии в электролизной ячейке.The electrical resistivity must be low in order to reduce the electricity consumption in the electrolysis cell.

Заключение:Conclusion:

Пиролитический углерод имеет низкое электрическое сопротивление. Таким образом, характеристики анода зависят от количества пиролитического углерода в смеси.Pyrolytic carbon has low electrical resistance. Thus, the characteristics of the anode depend on the amount of pyrolytic carbon in the mixture.

2.4 Реакционная способность в отношении CO2 (Фиг. 9)2.4 Reactivity with CO 2 (Fig. 9)

Остаточная реакционная способность в отношении CO2 Residual reactivity towards CO 2

Остаточная реакционная способность в отношении CO2 должна быть высокой, чтобы уменьшить количество углерода, который вступает в реакцию с CO2.The residual reactivity with CO 2 must be high in order to reduce the amount of carbon that reacts with CO 2 .

Реакционная способность пыли в отношении CO2 Dust reactivity with respect to CO 2

Реакционная способность пыли в отношении CO2 должна быть низкой, чтобы избежать попадания частиц углерода в ванну, что приведет к увеличению удельного сопротивления.The reactivity of the dust with respect to CO 2 must be low in order to avoid carbon particles entering the bath, which will lead to an increase in resistivity.

Потеря реакционной способности в отношении CO2 Loss of reactivity with CO 2

Потеря реакционной способности в отношении CO2 должна быть низкой, чтобы уменьшить количество углерода, который вступает в реакцию с CO2.The loss of reactivity with CO 2 should be low in order to reduce the amount of carbon that reacts with CO 2 .

ЗаключениеConclusion

Реакционная способность в отношении CO2 в примерах 2-5 снова выше, чем в контрольном примере 3С, из-за более сильного пыления, вызванного несоответствием реакционной способности, но она все еще находится в типичном диапазоне для анодов.The CO 2 reactivity in Examples 2-5 is again higher than Control 3C due to more dusting caused by the reactivity mismatch, but is still in the typical anode range.

2.5 Реакционная способность в отношении воздуха2.5 Reactivity with air

Остаточная реакционная способность в отношении воздухаResidual reactivity with air

Остаточная реакционная способность в отношении воздуха должна быть высокой, чтобы уменьшить количество углерода, вступающего в реакцию с воздухом.The residual reactivity with air must be high in order to reduce the amount of carbon that reacts with air.

Реакционная способность пыли в отношении воздухаReactivity of dust in relation to air

Реакционная способность пыли в отношении воздуха должна быть невысокой, чтобы в ванну не попадали частицы углерода, которые увеличивают удельное сопротивление.The reactivity of the dust with respect to air must be low so that carbon particles do not enter the bath, which increase the resistivity.

Потеря реакционной способности в отношении воздухаLoss of reactivity with air

Потеря реакционной способности в отношении воздуха должна быть низкой, чтобы уменьшить количество углерода, вступающего в реакцию с воздухом.The loss of reactivity with air must be low to reduce the amount of carbon that reacts with air.

ЗаключениеConclusion

На реакционную способность в отношении воздуха снова не оказывается значительного влияния подмешиванием пиролитического углерода в кокс HQ.Again, the air reactivity is not significantly affected by mixing pyrolytic carbon into the HQ coke.

2.6 Примеси2.6 Impurities

ЗаключениеConclusion

Примеси снова соответствуют простому правилу смешивания.The impurities again follow the simple mixing rule.

Claims (16)

1. Смешанная композиция для производства углеродного электрода, содержащая смесь (i) нефтяного кокса в количестве от 20 до 99 мас.% и (ii) пиролитического углерода в количестве от 1 до 80 мас.% из расчета на общую массу смешанной композиции, где смешанная композиция содержит по меньшей мере две фракции размера частиц: (i) гранулярную более 0,5 мм и (ii) тонкодисперсную ниже 0,5 мм, где пиролитический углерод присутствует по меньшей мере во фракции гранулярного размера.1. A mixed composition for the production of a carbon electrode containing a mixture of (i) petroleum coke in an amount of from 20 to 99 wt.% and (ii) pyrolytic carbon in an amount of from 1 to 80 wt.%, based on the total weight of the mixed composition, where the mixed the composition contains at least two particle size fractions: (i) granular more than 0.5 mm and (ii) fine below 0.5 mm, where pyrolytic carbon is present at least in the granular size fraction. 2. Смешанная композиция по п. 1, где содержание указанного нефтяного кокса составляет от 70 до 95 мас.%, и содержание указанного пиролитического углерода составляет от 5 до 30 мас.%.2. The mixed composition according to claim 1, wherein the content of said petroleum coke is 70 to 95% by weight and the content of said pyrolytic carbon is 5 to 30% by weight. 3. Смешанная композиция по п. 1, где по меньшей мере 30 мас.% всего пиролитического углерода смешанной композиции находится в гранулярной фракции.3. The mixed composition according to claim 1, wherein at least 30% by weight of the total pyrolytic carbon of the mixed composition is in the granular fraction. 4. Смешанная композиция по п. 1, где по меньшей мере 70 мас.% всего пиролитического углерода смешанной композиции находится в гранулярной фракции.4. The mixed composition according to claim 1, wherein at least 70% by weight of the total pyrolytic carbon of the mixed composition is in the granular fraction. 5. Смешанная композиция по п. 1, где указанная смешанная композиция содержит по меньшей мере три фракции размера частиц: (i) крупную выше 4 мм, (ii) промежуточную от 4 до 0,5 мм и (iii) тонкодисперсную ниже 0,5 мм, где пиролитический углерод присутствует по меньшей мере в промежуточной и/или крупной фракциях.5. The mixed composition according to claim 1, wherein said mixed composition contains at least three particle size fractions: (i) coarse above 4 mm, (ii) intermediate from 4 to 0.5 mm, and (iii) fine below 0.5 mm, where pyrolytic carbon is present at least in the intermediate and/or coarse fractions. 6. Смешанная композиция по п. 1, где по меньшей мере 30 мас.% всего пиролитического углерода смешанной композиции находится во фракции промежуточного размера.6. A blended composition according to claim 1, wherein at least 30% by weight of the total pyrolytic carbon of the blended composition is in an intermediate size fraction. 7. Смешанная композиция по п. 1, где плотность указанного пиролитического углерода находится в интервале от 1,8 до 2,2 г/см3.7. The mixed composition according to claim 1, wherein the density of said pyrolytic carbon is in the range of 1.8 to 2.2 g/cm 3 . 8. Смешанная композиция по п. 1, где размер кристалла указанного пиролитического углерода находится в интервале от 30 до 50 Å.8. The mixed composition according to claim 1, wherein the crystal size of said pyrolytic carbon is in the range of 30 to 50 Å. 9. Смешанная композиция по п. 1, где используют прокаленный нефтяной кокс, и где содержание серы находится в интервале от 1,5 до 7,0 мас.% из расчета на общую массу нефтяного кокса.9. A blended composition according to claim 1 wherein calcined petroleum coke is used and wherein the sulfur content is in the range of 1.5 to 7.0% by weight, based on the total weight of the petroleum coke. 10. Способ получения смешанной композиции по п. 1, который включает смешивание пиролитического углерода и нефтяного кокса.10. The method of obtaining a mixed composition according to claim 1, which includes mixing pyrolytic carbon and petroleum coke. 11. Состав электрода, содержащий смесь (i) смешанной композиции нефтяного кокса и пиролитического углерода по любому из пп. 1-9, (ii) огарков и/или лома и (iii) связующего материала.11. The composition of the electrode containing a mixture of (i) a mixed composition of petroleum coke and pyrolytic carbon according to any one of paragraphs. 1-9, (ii) cinders and/or scrap, and (iii) binder material. 12. Состав электрода по п. 11, где от 35 до 95 мас.% из расчета на общую массу состава электрода составляет смешанная композиция, от 0 до 40 мас.% из расчета на общую массу состава электрода составляют огарки и/или лом и от 5 до 25 мас.% из расчета на общую массу состава электрода составляет связующее.12. The composition of the electrode according to claim 11, where from 35 to 95 wt.%, based on the total mass of the electrode composition, is a mixed composition, from 0 to 40 wt.%, based on the total mass of the electrode composition, are cinders and / or scrap, and from 5 to 25 wt.%, based on the total weight of the composition of the electrode is a binder. 13. Способ получения состава электрода по п. 11, который включает предварительный нагрев указанной смешанной композиции и огарков и/или лома и смешивание указанной предварительно нагретой смеси со связующим.13. A method for producing an electrode composition according to claim 11, which includes preheating said mixed composition and cinders and/or scrap and mixing said preheated mixture with a binder. 14. Углеродный электрод, пригодный для использования в качестве анода в алюминиевом электролизере, который содержит смешанную композицию, содержащую смесь (i) нефтяного кокса в количестве от 20 до 99 мас.% и (ii) пиролитического углерода в количестве от 1 до 80 мас.% из расчета на общую массу смешанной композиции, где смешанная композиция содержит по меньшей мере две фракции размера частиц: (i) гранулярную более 0,5 мм и (ii) тонкодисперсную ниже 0,5 мм, где пиролитический углерод присутствует по меньшей мере во фракции гранулярного размера.14. A carbon electrode suitable for use as an anode in an aluminum cell, which contains a mixed composition containing a mixture of (i) petroleum coke in an amount of from 20 to 99 wt.% and (ii) pyrolytic carbon in an amount of from 1 to 80 wt. % based on the total weight of the mixed composition, where the mixed composition contains at least two particle size fractions: (i) granular more than 0.5 mm and (ii) finely divided below 0.5 mm, where pyrolytic carbon is present at least in the fraction granular size. 15. Способ получения углеродного электрода, пригодного для использования в качестве анода в алюминиевом электролизере, который включает смешивание смешанной композиции по любому из пп. 1-9 с огарками и/или ломом и связующим материалом при температуре от 100 до 175°С с образованием пасты и обжиг указанного твердого тела при температуре от 1000 до 1250°С с образованием углеродного электрода.15. A method of obtaining a carbon electrode suitable for use as an anode in an aluminum cell, which includes mixing a mixed composition according to any one of paragraphs. 1-9 with cinders and/or scrap and binder material at a temperature of from 100 to 175°C to form a paste and firing said solid at a temperature of from 1000 to 1250°C to form a carbon electrode. 16. Способ получения алюминия, где углеродный электрод по п. 14 используют в качестве углеродного анода в алюминиевом электролизере.16. A method for producing aluminum, where the carbon electrode according to claim 14 is used as a carbon anode in an aluminum electrolytic cell.
RU2021104132A 2018-07-19 2019-07-15 Mixed composition containing petroleum coke and pyrolytic carbon for electrodes RU2800748C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18184459.8 2018-07-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021104132A RU2021104132A (en) 2022-08-19
RU2800748C2 true RU2800748C2 (en) 2023-07-27

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3978177A (en) * 1973-09-26 1976-08-31 Hobeg Hochtemperaturreaktor-Brennelement Gmbh Process for the production of graphite molding powder
RU2363773C2 (en) * 2004-06-22 2009-08-10 СиАйАй КАРБОН ЭлЭлСи Carbon electrode for electrolysis bath for producing aluminium and method of making said electrode (versions)
EA014903B1 (en) * 2010-07-16 2011-02-28 Общество С Ограниченной Ответственностью "Инвестиции" Method for manufacturing graphite electrode
RU2539352C1 (en) * 2013-08-05 2015-01-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ") Method of making fuel element of high-temperature reactor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3978177A (en) * 1973-09-26 1976-08-31 Hobeg Hochtemperaturreaktor-Brennelement Gmbh Process for the production of graphite molding powder
RU2363773C2 (en) * 2004-06-22 2009-08-10 СиАйАй КАРБОН ЭлЭлСи Carbon electrode for electrolysis bath for producing aluminium and method of making said electrode (versions)
EA014903B1 (en) * 2010-07-16 2011-02-28 Общество С Ограниченной Ответственностью "Инвестиции" Method for manufacturing graphite electrode
RU2539352C1 (en) * 2013-08-05 2015-01-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ") Method of making fuel element of high-temperature reactor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210277526A1 (en) Blend composition comprising petroleum coke and pyrolytic carbon for electrodes
EP1766105B1 (en) Electrodes useful for molten salt electrolysis of aluminum oxide to aluminum
RU2546268C2 (en) Carbon article, method of producing carbon article and use thereof
Edwards et al. Use of shot coke as an anode raw material
Ratvik et al. Aluminium production process: from Hall–Héroult to modern smelters
CN109072087B (en) Novel coke with additive
RU2800748C2 (en) Mixed composition containing petroleum coke and pyrolytic carbon for electrodes
Khaji et al. Factors influencing baked anode properties
CA1276123C (en) High purity coke
Rhedey et al. Carbon raw material effects on aluminum reduction cell anodes
Monsen et al. Charcoal in anodes for aluminium production
CA2900418C (en) Cathode block having an abrasion-resistant surface that can be wetted
US20220228280A1 (en) Integrated process of pyrolysis, electrode anode production and aluminum production and joint plant
CN101665957B (en) Anti-abrasion graphitization cathode carbon blocks used for aluminum electrolytic cell and manufacturing method thereof
JP2016514204A5 (en)
Hussein A bio-coke for anode production and the manufacturing method thereof
CN109076657B (en) Electrode material
JP4396295B2 (en) Method for producing metallurgical coke
Les Edwards et al. USE OF SHOT COKE AS AN ANODE RAW MATERIAL
US20180179448A1 (en) Renewable biomass derived carbon material for metallurgical processes and method of making the same
AU594365B2 (en) High purity coke
Fang et al. Effects of coke types and calcining levels on the properties of bench-scale anodes
JPH07103374B2 (en) Coke production method
AU2007201332A1 (en) Electrodes useful for molten salt electrolysis of aluminum oxide to aluminum
JPH07157767A (en) Production of briquetted coke