[發(fā)明專利]采用炭素中間體生產高密度預焙陽極的方法

有效

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• 申請日: 2013-05-16
• 公開（公告）號: CN103224397A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發(fā)明（設計）人: 任利華;王橙橙
• 申請（專利權）人: 任利華
• 主分類號: C04B35/52
• 分類號: C04B35/52;C04B35/622
• 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，采用炭素中間體生產高密度預焙陽極的方法，特別涉及采用體積密度大于1.65g/cm³、各向異性化的炭素中間體，生產高密度預焙陽極的方法。

背景技術

石油焦為海綿狀、蜂窩狀焦體結構，氣孔率35～60%，其中直徑Φ0.5～3mm氣孔占全部氣孔80%以上。采用石油焦為原料生產預焙陽極，需要將石油焦封閉氣孔破碎成為顯氣孔，混捏、成型坯體時，細顆粒、粉料和結合劑充填到顯氣孔中，達到提高體積密度、耐壓強度、導電性、抗氧化性、抗侵蝕性為目的。隨著煉油工業(yè)的發(fā)展和蒸餾、提純、精細化工技術水平的提高，每噸石油中可提煉出更多高附加值化工產品，造成石油剩余物石油焦中有用成分大量減少，其結果：石油焦氣孔增大、氣孔數量增多；石油焦疏松變軟、強度降低；石油焦大顆粒變小，細顆粒粉料量增多。針對這些問題，科研人員還在為大顆粒配方；小顆粒配方；煤瀝青加入量；添加或改進各種微量成分等爭論不休，焙燒后的預焙陽極平均體積密度≤1.6g/cm³，國家標準體積密度≥1.5g/cm³，已經徘徊50年停滯不前，50年前靠石油焦原料本身性質生產即可以達到，現(xiàn)在需要靠原料高溫煅燒、多級配料、加入大量粉料和煤瀝青等手段實現(xiàn)，同時還要采取真空混捏、高壓成型、無氧焙燒等措施，付出高強度、高能耗，高污染、高成本代價，走了一條治標不治本的發(fā)展道路。國際先進水平的體積密度1.62g/cm³預焙陽極，比較國產體積密度1.60g/cm³預焙陽極，在相同顆粒組成、結合劑加入量條件下，從生產到使用，可以節(jié)能、減排、降炭、增效10%。當前，能夠滿足大顆粒配料要求生產預焙陽極的石油焦越來越少，小顆粒配料工藝已抵擋不住石油焦質量不斷下滑的速度，科研人員提高預焙陽極質量的研究還在繼續(xù)，中國的預焙陽極在國際市場還在低價位長期徘徊，中國炭素工業(yè)的發(fā)展任重而道遠。

發(fā)明內容

本發(fā)明克服了上述存在的缺陷，目的是為解決采用石油焦生產的炭素中間體，利用現(xiàn)有預焙陽極生產設備，通過成型、焙燒，生產出平均體積密度1.62～1.75g/cm³預焙陽極，提供一種采用炭素中間體生產高密度預焙陽極的方法。

本發(fā)明采用炭素中間體生產高密度預焙陽極的方法內容簡述：?

本發(fā)明采用炭素中間體生產高密度預焙陽極的方法，其特征在于：

（1）、預焙陽極和炭素中間體是采用煅后石油焦、或瀝青焦、或天然石墨、或人造石墨、或上述原料生產過程中返回料、或上述原料生產的炭素制品返回料、或上述原料生產的炭素制品使用后的回收料，其中一種以上混合物為原料；

（2）、利用炭素企業(yè)現(xiàn)有預焙陽極生產線設備；

（3）、炭素中間體為球形或三維尺寸不相等橢圓形球體及二個球以上通過邊沿連接在一起的連體球、或棱角為圓弧形的正方體或棱角為圓弧形的長方體及二個方體以上通過邊沿連接在一起的連體方體、或棱角為圓弧形對稱的八面體及二個八面體以上通過邊沿連接在一起的連體八面體，球體、或方體、或八面體，最長方向形體尺寸小于80mm；結合劑煤瀝青含量7～16%；平均體積密度1.65～1.80g/cm³；受壓面氣孔率小于受壓垂直面氣孔率；表面氣孔率小于10%，內部氣孔率小于20%；具有各向異性化炭質結構；

（4）、炭素中間體體積密度大于預焙陽極成型坯體體積密度；

（5）、生產預焙陽極炭素中間體加入量、加料方式、加料地點：按質量份數百分比計算，加入量5～100%；炭素中間體采用定量給料方式加入；加料地點：當炭素中間體溫度≥成型物料、或糊料溫度時，加料到混合、或混捏設備到成型機之間各可落料點；當炭素中間體溫度小于成型物料、或糊料溫度時，直接加料到混合、或混捏設備中；當采用連續(xù)混捏機工藝生產預焙陽極，炭素中間體溫度小于自身含有的結合劑煤瀝青軟化點溫度時，加料到預熱設備中；

（6）、焙燒后燒失量2.0～4.9%；

（7）、具有各向異性化炭質結構，當炭素中間體加入量大于60%時，貫通氣孔率比較普通預焙陽極減少50%以上；

（8）、預焙陽極在真密度≥2.03g/cm³條件下，成型坯體平均體積密度1.65～1.80g/cm³；焙燒后預焙陽極平均體積密度1.62～1.75g/cm³；內部中心部位平均體積密度1.60～1.74?g/cm³；

（9）、適用生產陰極炭塊、炭塊、半石墨質炭塊、石墨質炭塊、石墨電極、炭電極、炭糊炭材料及其炭素制品。