[發明專利]制氟用含銅碳陽極的制造方法

有效

• 申請號: 200810053919.1
• 申請日: 2008-07-23
• 公開（公告）號: CN101319331A
• 公開（公告）日: 2008-12-10
• 發明（設計）人: 賀鄧;崔學文;劉永生;王煥志
• 申請（專利權）人: 核工業理化工程研究院華核新技術開發公司
• 主分類號: C25B1/24
• 分類號: C25B1/24;C25B11/12
• 代理公司: 天津市宗欣專利商標代理有限公司
• 代理人: 胡恩河

技術領域

本發明屬于一種碳陽極的制造方法，具體涉及一種在石油焦和瀝青的混合物中加入銅粉混煉而成的導電強、機械強度高、氣孔率低等優異性能的制氟用含銅碳陽極的制造方法。

背景技術

單質氟是半導體制造領域中不可或缺的主要氣體，電解氟化物制取氟氣是目前迫切的課題之一，而電解槽中用的陽極材料，是氟化物電解時重要的電極用品。由于單質氟極為活潑，因此制氟技術和安全裝置難度大、要求高。對電解制氟用電極的特性要求是：耐氟和氟化氫腐蝕性能好；電阻率低；電解液對其浸潤性好，超電壓??；機械強度高，能長時間在高電流密度下使用；比重大，局部碎裂時碎塊能沉于電解槽槽底，避免極間短路；制造方便，價格低廉。

在現有技術中，中溫電解制氟電解槽內的陽極材料，其制造方法是將磨碎的煅燒石油焦和煤瀝青按一定比例混合后，經成型、焙燒而成(也有經浸漬和二次焙燒或多次的)。

上述方法的缺點是電解槽運行時易產生陽極極化、碳陽極斷裂等現象，壽命縮短，生產效率下降，國產中溫制氟電解槽用碳陽極電流密度在0.075～0.10A/cm²，電流密度低的主要原因是碳陽極質量低，不能承受高的電流強度，因此，制氟生產能力提不高。由于強度不夠，在長時間的運行后，碳陽極表面形成C-F聚合物層，引起電阻變大，發熱導致碳陽極斷裂。

發明內容

本發明是為了克服現有技術中存在的缺點而提出的，其目的是提供一種在現有碳陽極制作原料中加入銅粉混煉而成的制氟用含銅碳陽極的制造方法。

本發明的技術方案是：一種制氟用含銅碳陽極的制造方法，包括以下步驟：

(i)原料煅燒將碳質原料在環式煅燒爐中進行煅燒，采用360小時升溫曲線，加熱到1000～1250℃(S1)；

(ii)粉碎和篩選將碳質原料進行粉碎、細磨和篩選分級(S2)；

(iii)配料和混合在煅燒和篩選后的碳質原料中加入熔融脫水后的粘結劑和相當于碳質原料的1～25％(重量比)的銅粉進行配料、并進行混合(S3)；

(iv)輥壓成型將混合后的含銅碳質原料輥壓成型為長方體形狀的半成品生坯(S4)；

(v)焙燒將輥壓成型的半成品在環式焙燒爐中進行焙燒，采用360小時升溫曲線，加熱到1000～1250℃(S5)；

(vi)浸漬對成型后的半成品生坯進行高壓浸漬，浸漬劑采用酚醛樹脂的乙醇溶液，預熱溫度280～320℃，在高壓真空浸漬爐中進行，時間不少于4小時，真空度不小于0.07Mpa，并保持45分鐘以上，加壓壓力不小于0.5MPa，加壓時間不少于2.5小時(S6)；

(vii)焙燒對浸漬后的半成品生坯再焙燒，進行循環密實化處理，以便提高制品的密度和強度，焙燒過程與第一次焙燒(S5)的過程相同(S7)；

(viii)成品最后一次焙燒過程完成后得到成品(S8)。

碳質原料采用1A級石油焦或者新疆焦。浸漬劑采用的酚醛樹脂的乙醇溶液是：對熱固性酚醛樹脂加乙醇，配制成40～60％的樹脂的乙醇溶液。粘結劑采用平均粒度為8～12μm的瀝青煤。

用本發明的方法生產的制氟用碳陽極具有氣孔均勻、機械強度大、電阻率低等優點，是中溫(100℃左右)電解制氟用良好的電極材料。

附圖說明

圖1是本發明的制氟用含銅碳陽極的制造方法的流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明的制氟用含銅碳陽極的制造方法進行詳細說明：

如圖1所示，一種制氟用含銅碳陽極的制造方法，包括以下步驟：

(i)原料煅燒采用1A級石油焦或新疆焦作為碳質原料在環式爐中煅燒，采用360小時升溫曲線，加熱到1000～1250℃(S1)；

(ii)粉碎和篩選將煅燒后的碳質原料進行粉碎、磨細和篩選分級，篩選為粒度為0.147mm和0.5～3mm兩種規格(S2)；

(iii)配料和混合首先配制碳質粉料，其中粒度為0.5～3mm的占60％、粒度為0.147mm的占40％，再向碳質粉料中加入熔融脫水后的粘結劑和相當于碳質粉料的1～25％(重量比)的銅粉進行配料，然后進行混合，其中干混20～30分鐘，濕混40～50分鐘，出糊溫度140～150℃(S3)；粘結劑采用平均粒度為8～12μm的瀝青煤。

(iv)輥壓成型將配料和混合后的含有銅的碳質原料進行輥壓成型為長方體形狀的半成品生坯(S4)；