[發明專利]一種重利用廢石墨電極的多孔高效增碳劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201510288085.2
• 申請日: 2015-06-01
• 公開（公告）號: CN104962686A
• 公開（公告）日: 2015-10-07
• 發明（設計）人: 張蔓青;肖穎
• 申請（專利權）人: 銅陵市明誠鑄造有限責任公司
• 主分類號: C21C7/00
• 分類號: C21C7/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 方崢

技術領域

本發明涉及增碳劑領域，具體涉及一種重利用廢石墨電極的多孔高效增碳劑及其制備方法。

背景技術

在冶煉過程中，由于配料、裝料不當或者脫碳過量等原因，造成材料中碳含量沒有達到預期的標準，直接影響到產品的性能，因此，在生產過程中需要加入增碳劑，選用合適的增碳劑有助于降低冶煉生產成本，提高冶煉金屬及鑄件的質量，提高效益；常用的增碳劑有人造石墨、煅燒石油焦、天然石墨、焦炭、無煙煤以及由這些材料組成的復合物，然而這些材料在實際使用時存在成本較高、雜質含量高、熔化效果不佳、利用率低等缺陷。

發明內容

本發明的目的在于，制備一種以廢棄石墨電極作為主料的增碳劑，在降低生產成本的基礎上，獲得更為高效的增碳效果，提高材料利用率，為了實現上述目的，采用的技術方案如下：

一種重利用廢石墨電極的多孔高效增碳劑，其特征在于，該增碳劑由以下重量份的原料制成：廢石墨電極50-60、納米碳管0.8-1、水玻璃0.2-0.5、碳酸氫銨0.1-0.2、玉米秸稈灰0.2-0.3、多孔沸石1-1.5、聚乙二醇400?0.2-0.5、固含量為10-15%的硅溶膠適量、水10-20。

所述的一種重利用廢石墨電極的多孔高效增碳劑的制備方法為：

（1）先將廢石墨電極投入0.1mol/L的稀鹽酸溶液中浸泡30-50min，隨后用清水清洗除去酸，再將電極投入5%的乙醇水溶液中，超聲清洗5-6h，清洗結束后完全干燥，粉碎成粒徑≤0.5mm的顆粒，所得材料備用；

（2）將水玻璃、聚乙二醇400、碳酸氫銨投入水中，攪拌至物料完全溶解，隨后再投入玉米秸稈灰，高速攪拌混合40-50min，得粘結劑備用；

（3）將步驟（1）所得的材料與步驟（2）所得的粘結劑及除硅溶膠外的其它剩余物料混合，高速攪拌均勻后用壓球機壓坯成型，坯體的粒徑為10-20mm，長度為1-5cm，隨后將坯體在180-200℃下干燥3-4h，待坯料冷卻至70-80℃時，稱取與坯料質量比為0.1：1的硅溶膠，將其均勻噴涂在坯料表面，噴涂完畢后恒溫放置2-3h，隨后自然冷卻至室溫，即得成品。

本發明的增碳劑以經過除雜處理后的廢石墨電極作為碳材料，降低了生產成本，而以水玻璃、碳酸氫銨、聚乙二醇400等復合材料制備的粘結劑，雜質含量低，高溫燒制過程中能賦予材料多孔結構，添加的納米碳管有增效引導作用，加速增碳過程，坯料表面噴涂的硅溶膠干燥后在材料表面粘附硅微粒，促進熔煉液石墨化進程，提高坯料流動性，提高利用率；本發明制備的增碳劑碳含量高，形態性能穩定，流動性好，熔入快，增碳快速，性價比高，有效的提高了金屬制品的質量。

具體實施方式

實施例

本實施例增碳劑由以下重量份原料制成：廢石墨電極55、納米碳管0.8、水玻璃0.4、碳酸氫銨0.2、玉米秸稈灰0.3、多孔沸石1.2、聚乙二醇400?0.4、固含量為10%的硅溶膠適量、水15。

其制備方法為：

（1）先將廢石墨電極投入0.1mol/L的稀鹽酸溶液中浸泡40min，隨后用清水清洗除去酸，再將電極投入5%的乙醇水溶液中，超聲清洗6h，清洗結束后完全干燥，粉碎成粒徑≤0.5mm的顆粒，所得材料備用；

（2）將水玻璃、聚乙二醇400、碳酸氫銨投入水中，攪拌至物料完全溶解，隨后再投入玉米秸稈灰，高速攪拌混合40min，得粘結劑備用；

（3）將步驟（1）所得的材料與步驟（2）所得的粘結劑及除硅溶膠外的其它剩余物料混合，高速攪拌均勻后用壓球機壓坯成型，坯體的粒徑為20mm，長度為3cm，隨后將坯體在180-200℃下干燥4h，待坯料冷卻至70-80℃時，稱取與坯料質量比為0.1：1的硅溶膠，將其均勻噴涂在坯料表面，噴涂完畢后恒溫放置3h，隨后自然冷卻至室溫，即得成品。

本實施例制得的增碳劑中水份含量≤0.2%，硫含量≤0.1%，磷含量≤0.1%，灰分≤1.0%，將其應用于HT200灰口鑄鐵熔煉過程，檢測結果表明，該增碳劑較傳統類型的增碳劑熔入速度更快，碳吸收率達到95%以上，得到的鑄件使用壽命更長。