[發(fā)明專利]一種降低煤瀝青含量生產(chǎn)炭素制品的方法

有效

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• 申請日: 2011-07-22
• 公開（公告）號: CN102887503A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發(fā)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(fā)明屬于化工技術領域，炭素材料及其制品的生產(chǎn)工藝，特別涉及一種預焙陽極、石墨化電極、炭電極、炭塊、炭糊等炭素制品，降低煤瀝青含量、節(jié)能、減排的生產(chǎn)工藝。

背景技術

采用石油焦、瀝青焦為原料，煤瀝青為結合劑，經(jīng)過破粉碎、配料、混捏、成型、焙燒、浸漬、石墨化工藝，實現(xiàn)炭素制品生產(chǎn)過程。評價炭素制品質量主要從二個方面：1、炭素制品本身特性：炭素制品純度、晶體網(wǎng)格結構、顆粒和氣孔分布、煤瀝青結焦狀態(tài)；2、炭素制品使用特性：炭素制品抗侵蝕、抗氧化、抗熱震、抗機械強度、導電性。把這些特性反饋到炭素制品的性能指標上就是體積密度和電阻率。其中，炭素制品配料工藝的煤瀝青加入量直接影響體積密度，間接影響電阻率。生產(chǎn)炭素制品加入的結合劑煤瀝青，經(jīng)1050℃焙燒后，結焦50％，其余50％作為煤瀝青煙氣排出。也就是說生產(chǎn)炭素制品過程中每增加1％結合劑煤瀝青用量，就要為炭素制品留下0.5％氣孔、減少約0.8％體積密度，從而增加了空氣接觸、氧化炭素制品機會，降低炭素制品導電面積，增加炭素制品電阻率。煤瀝青加入量還與炭素制品配料過程中粉料加入量有關，配料原料中粉料加入量越多，煤瀝青加入量提高比例越大，這就是比表面積等量原則。配料中原料粉料加入量越多，炭素制品體積密度越大，耐壓強度和電阻率同時增大，導電性降低，抗氧化性變差。由于焦炭原料海綿、蜂窩狀結構和0.80～1.30?g/cm³體積密度，用傳統(tǒng)工藝大顆粒配料、低煤瀝青加入量生產(chǎn)的炭素焙燒品體積密度只能達到1.50～1.55?g/cm³，而采用大量細粉和煤瀝青加入量生產(chǎn)的炭素焙燒品體積密度可達1.60g/cm³，但是導電性不好，抗氧化能力、抗熱震穩(wěn)定性、抗侵蝕性變差，嚴重影響炭素制品使用壽命，同時也增加炭素制品使用過程中的炭排放和能量消耗，由此困擾了炭素工業(yè)的發(fā)展。

發(fā)明內容

本發(fā)明克服了上述存在缺陷，目的是通過在炭素制品生產(chǎn)的原料選擇與配料方法工藝步驟之間，增加采用壓球工藝生產(chǎn)壓球焦技術，該技術選擇炭素制品生產(chǎn)用原料，在實施配料工藝中進一步增大顆粒尺寸，提高大顆粒原料加入數(shù)量，減少粉料和煤瀝青加入量，經(jīng)過混合，采用壓球機壓制成大顆粒的球形或三維尺寸不相等橢圓球形坯體，并對壓制炭素球形坯體進行熱處理。熱處理后的壓球焦作為炭素制品最重要原料回配到炭素制品配料工藝中。通過開發(fā)、創(chuàng)新炭素制品配料、混合新工藝，達到改進炭素制品顆粒結構狀態(tài)，使預焙陽極煤瀝青加入量降至11％；石墨化電極煤瀝青加入量降至17％；不定形炭素糊料煤瀝青加入量降至20％，生產(chǎn)炭素焙燒品體積密度大于1.62g／cm³；炭素糊料經(jīng)搗打、1000℃焙燒后體積密度大于1.50?g／cm³，提供一種降低煤瀝青含量，節(jié)能減排生產(chǎn)炭素制品的方法。

本發(fā)明一種降低煤瀝青含量生產(chǎn)炭素制品的方法內容簡述：

本發(fā)明一種降低煤瀝青含量生產(chǎn)炭素制品的方法，其特征在于：炭素制品包括：預焙陽極、或石墨化電極、或炭電極、或砌筑炭塊、或電極糊、或半石墨質炭糊、或冷搗糊、或普通炭糊、或陽極糊、陰極糊；

降低煤瀝青含量生產(chǎn)炭素制品的方法的生產(chǎn)工藝按下列步驟：

1、生產(chǎn)炭素制品原料選擇

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(chǎn)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(chǎn)的炭素制品為原料。

2、采用壓球工藝生產(chǎn)壓球焦

A、壓球焦原料選擇

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(chǎn)返回料、或炭素制品回收料，其中一種以上混合物為原料；

B、壓球焦顆粒級配、結合劑選擇、結合劑加入量

按質量份數(shù)100％計算，顆粒級配料+結合劑＝100％；

顆粒級配：有2種方法

篩下料自然粒度法：取方形或圓形篩孔，篩孔尺寸18～8mm，破碎、篩分后篩下自然粒度原料即為合格顆粒級配料，適合炭素生產(chǎn)廠場地改造緊張企業(yè)；

粒度級配法：原料最大粒度18～8mm，其中大于5mm的顆粒料大于20％，小于0.1?mm的粉料量小于25％；

結合劑選擇：選擇煤瀝青為結合劑；

結合劑加入量控制：

顆粒級配原料中結合劑加入量控制在5～12％之間。采用炭素制品混合廢料和成型廢料為原料或采用含有揮發(fā)分的石油焦、瀝青焦為原料計算結合劑加入量時，計算原料中已含有結合劑量，其中，揮發(fā)分含量等同于該原料結合劑加入量進行計算；