[發明專利]一種高密度炭素制品的生產工藝

有效

• 申請號: 200910219985.6
• 申請日: 2009-11-19
• 公開（公告）號: CN101723357A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 李純;任利華
• 申請（專利權）人: 任利華
• 主分類號: C01B31/04
• 分類號: C01B31/04
• 代理公司: 鞍山大千專利事務所 21110
• 代理人: 聶振峽

技術領域

本發明屬于化工技術領域，炭素材料及其制品的生產工藝，特別涉及一種高體積密度預焙陽極、石墨電極、炭塊、炭糊等高密度炭素制品的生產工藝。

背景技術

炭素制品是以石油焦、瀝青焦、電煅煤、冶金焦、石墨為原料，經過破粉碎、配料、混捏、成型、焙燒、浸漬、石墨化等工藝生產出的制品。炭素焦炭原料呈蜂窩狀結構，體積密度普遍小于1.3g/cm³，在混捏、成型過程中需要加入14～27％煤瀝青結合劑，而煤瀝青結焦值只有50％左右，造成焙燒后炭素制品體積密度普遍低于1.6g/cm³。特別是炭素制品中使用量最大的石油焦原料，體積密度波動在0.9～1.2g/cm³之間，用國產煅后石油焦原料生產鋁用預焙陽極體積密度雖然大于1.5g/cm³，但明顯低于國際鋁用預焙陽極體積密度1.6g/cm³指標，在產品質量、使用壽命和節能、減排、降耗等方面與國際先進水平存在一定的差距。

發明內容

本發明克服了上述存在缺陷，目的是通過采用體積密度大于1.6g/cm³高密度型焦炭為主要原料，采用大顆粒高密度型焦炭整球加入方式，達到降低粉料和結合劑煤瀝青加入量，改變炭素制品顆粒結構，生產出體積密度大于1.6g/cm³炭素焙燒品，提供一種高密度炭素制品的生產工藝。

本發明高密度炭素制品的生產工藝內容簡述：

本發明高密度炭素制品的生產工藝，其特征在于：高密度炭素制品包括：高密度預焙陽極、或高密度石墨化電極、或砌筑炭塊用高密度半石墨質炭糊及半石墨質陰極糊，其生產工藝按下列步驟：

(1)原料選擇

采用石油焦、或瀝青焦、或電煅煤、或冶金焦、或天然石墨、或人造石墨、或炭素制品生產返回料、或炭素制品回收料，其中一種以上混合物以及用上述原料生產的體積密度大于1.6g/cm³高密度型焦炭為原料；

(2)顆粒級配、結合劑選擇、結合劑含有量控制

按質量份數計算，顆粒級配料+結合劑＝100％；

顆粒級配：

根據炭素制品的品種選擇對應材質的炭素原料和高密度型焦炭，顆粒大于1mm采用體積密度大于1.6g/cm³原料，加入量大于30％，其中顆粒大于10mm加入量大于10％；顆粒小于0.1mm加入量小于32％；

結合劑選擇、結合劑含有量控制：

選擇煤瀝青為結合劑；

結合劑含有量：

模壓成型或等靜壓成型結合劑含有量小于10％；

振動成型結合劑含有量小于12％；

擠壓成型結合劑含有量小于17％；

不定形炭素制品炭糊或陰極糊結合劑含有量小于19％；

(3)混捏

將顆粒級配后的原料加熱到110～200℃，再加入煤瀝青結合劑混捏10～60min后，不定形炭糊或陰極糊炭素制品經熱搗固，在溫度1000℃時，經過煅燒后體積密度大于1.5g/cm³；定型炭素制品在溫度110～200℃條件下按炭素制品常規方法進行成型；

(4)成型、焙燒、浸漬、石墨化

成型、焙燒、浸漬、石墨化按常規炭素制品生產方法進行，焙燒后炭素定型制品的體積密度大于1.6g/cm³。

利用本發明生產高密度炭素制品，焙燒后炭素定型制品的體積密度大于1.6g/cm³，可實現節能、減排、高效，低投入、高產出。

具體實施方式

本發明一種高密度炭素制品的生產工藝是這樣實現的，下面按不同制品做具體說明。

發明一種高密度炭素制品的生產工藝中的大顆粒原料是采用本發明人在《一種高密度型焦炭的生產方法》發明專利中公開的“球形或三維尺寸不相等的橢圓球體形狀；體積密度1.6～1.8g/cm³；球體受壓平行面氣孔率小于受壓垂直面氣孔率；具有石墨化各向異性特性的高密度型焦炭”為原料，進行試驗研究的，高密度炭素制品的生產工藝，按下列步驟：

(1)原料選擇

采用石油焦、或瀝青焦、或電煅煤、或冶金焦、或天然石墨、或人造石墨、或炭素制品生產返回料、或炭素制品回收料，其中一種以上混合物以及用上述原料生產的體積密度大于1.6g/cm³高密度型焦炭為原料。

(2)顆粒級配、結合劑選擇、結合劑含有量控制

按質量份數計算，顆粒級配料+結合劑＝100％。

顆粒級配：