[發(fā)明專利]一種用高硫焦制備預(yù)焙陽極的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110294266.8
• 申請日: 2011-09-30
• 公開（公告）號: CN103031573A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 聶智良;江林濤
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南創(chuàng)元新材料有限公司
• 主分類號: C25C3/12
• 分類號: C25C3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及炭素陽極制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用高硫焦制備預(yù)焙陽極的方法。

背景技術(shù)

預(yù)焙陽極作為電解鋁的陽極材料，在鋁電解槽中起導(dǎo)電和參與電化學(xué)反應(yīng)的作用，預(yù)焙陽極的質(zhì)量好壞對電解槽的穩(wěn)定運行影響很大。

石油焦作為預(yù)焙陽極生產(chǎn)的主要原料，一般占陽極重量的65％左右，對預(yù)焙陽極的質(zhì)量起決定作用。硫含量是評價石油焦等級的一個重要指標，硫含量＞3％的為高硫焦。

高硫焦的特點是結(jié)構(gòu)疏松多孔，強度較低，容易破碎，堆積密度低。而且煅燒時由于硫分的大量析出，引起“晶脹”效應(yīng)，導(dǎo)致石油焦體積膨脹，孔隙率增加，煅后焦結(jié)構(gòu)更加疏松。低硫焦經(jīng)1300℃煅燒后真密度在2.06-2.08g/cm³，堆積密度在0.76-0.84g/cm³。高硫焦在同樣條件下煅燒后真密度在2.03-2.05g/cm³，堆積密度在0.72-0.80g/cm³。當混合焦的硫含量從1.5％增加到3％時，成型的生塊體積密度從1.62-1.65g/cm³降低到1.60-1.63g/cm³，焙燒時產(chǎn)品裂紋率增加5-10％，預(yù)焙陽極比電阻從52-55μΩm升高到55-58μΩm。

而目前，國內(nèi)生產(chǎn)石油焦的原油硫含量逐年上升，導(dǎo)致石油焦硫含量增加的趨勢越來越明顯，天津和金嶺等地高硫焦硫含量已高達7％。因此在不影響陽極質(zhì)量的前提下，合理利用高硫焦對預(yù)焙陽極生產(chǎn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有重大意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供了一種不影響陽極質(zhì)量，用高硫焦制備預(yù)焙陽極的方法，有效解決了由于高硫焦孔隙率大、強度差特性引起的成型生塊密度低，焙燒時產(chǎn)品容易裂紋，電阻率增大的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供如下技術(shù)方案：

一種用高硫焦制備預(yù)焙陽極的方法，將高硫焦單獨煅燒后磨制成粉料，包括以下步驟：

A、在回轉(zhuǎn)窯中用1250-1350℃單獨煅燒含硫量為3-5％的高硫焦，存儲在高硫焦專用煅后倉；

B、將煅后的高硫焦制成粉料；

C、將硫含量在3-5％的粉料按正常生產(chǎn)工序進行配料，原料中S/Ca的重量比為(36-62)∶1。

優(yōu)選地，上述步驟B包括：

B1、將高硫焦中碎成粒度為20mm以下的顆粒；

B2、將顆粒經(jīng)球磨機磨制成粒度小于200目占高硫焦重量比65-75％的粉料。

優(yōu)選地，步驟C中：S/Ca的重量比為(40-50)∶1。

優(yōu)選地，步驟C中：S/Na的重量比為(130-210)∶1。

優(yōu)選地，步驟C中：S/Na的重量比為(150-200)∶1。

優(yōu)選地，還包括將步驟C得到的所述原料進行混捏、成型、焙燒。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

1、解決成型生塊密度低的問題：首先用高溫單獨煅燒高硫焦，使C-S化學(xué)鍵斷裂，重排焦炭結(jié)構(gòu)；將疏松多孔的高硫焦磨成細粉，消除高硫焦孔隙率大的缺陷，避免了孔隙率較大的煅后高硫焦作為骨料而導(dǎo)致的陽極質(zhì)量惡化；并能在混捏時與煤瀝青充分混合，焙燒后形成硫分較高的粘結(jié)相，由于硫在煤瀝青分子結(jié)構(gòu)中能起到橋接作用，焙燒過程瀝青的結(jié)焦值可以從55-60％提高到58-63％；使生塊體積密度穩(wěn)定在1.62-1.65g/cm³，焙燒合格率穩(wěn)定在98％以上，預(yù)焙陽極電阻率穩(wěn)定在52-55μΩm；

2、提高陽極抗氧化性能：a、石油焦中含有的Na、Ca、V等微量元素可提高焦炭的空氣反應(yīng)活性，降低陽極使用壽命，增加陽極掉渣掉塊現(xiàn)象，而硫不參與C和O₂的反應(yīng)，而是與金屬雜質(zhì)結(jié)合，結(jié)合成穩(wěn)定的化合物，則可抑制住前述微量元素的活性；因此，在Na、Ca含量一定的前提下，高硫焦可降低預(yù)焙陽極的質(zhì)量損失率，延長陽極使用周期；b、使用磨成粉的高硫焦，可以增加中間相的抗空氣和CO₂反應(yīng)能力，降低陽極被選擇性氧化的程度，陽極CO₂反應(yīng)殘余率從76-82％增加到80-86％，空氣反應(yīng)殘余率從64-70％增加到72-80％；

3、減少污染：高溫單獨煅燒高硫焦，使部分硫揮發(fā)排出，對煙氣中的SO₂單獨處理，避免其對余熱熱媒鍋爐內(nèi)的管道、脫硫除塵設(shè)備以及引風(fēng)機葉片等的腐蝕作用。

具體實施方式