[發明專利]全煤質鋁用陰極炭塊的制備方法

在審

• 申請號: 201510858832.1
• 申請日: 2015-12-01
• 公開（公告）號: CN105420758A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 曹培峰;張永斌;經云
• 申請（專利權）人: 寧夏寧平炭素有限責任公司
• 主分類號: C25C3/08
• 分類號: C25C3/08
• 代理公司: 寧夏合天律師事務所 64103
• 代理人: 郭立寧

技術領域

本發明屬于煤化工技術領域，特別涉及一種全煤質鋁用陰極炭塊的制備方法的方法。

背景技術

我國鋁電解技術近幾年來發展迅速，就電解槽容量來說已趕上了世界先進水平，但是我國鋁電解槽平均壽命、單位陽、陰極面積的產量和能量效率(電流效率和槽電壓)方面與國際先進水平差距依然很大。

從近20年來國際技術發展的趨勢來看，縮小這種差距的根本措施之一就是采用新一代的陰極內襯材料，其中最主要的就是陰極炭塊，因此國際鋁業界十分重視高質量的陰極炭素材料的開發。我國陰極炭素材料的質量長期落后于世界先進水平，國內鋁用陰極炭塊目前的狀況是，低價劣質的炭塊大大過剩，而能滿足于大型電解槽的高品質炭塊又十分短缺。這就是我國鋁電解槽平均壽命短以及其它經濟技術指標偏低的主要原因之一。現在我國鋁工業面臨國際市場愈來愈大的競爭壓力，降低成本以增強競爭力關系到我國鋁工業的可持續發展和生存，而影響鋁電解技術指標的重要部件—陰極炭塊，可以說是中國鋁工業發展做大、做強的“軟肋”之一。

因此，提高鋁電解技術指標、降低噸鋁成本，是增強我國鋁工業的國際競爭力和實現可持續發展的必然要求。研究和開發高品質陰極炭塊，特別是節能、長壽、運行穩定的陰極炭塊，不論從經濟角度還是從中國鋁工業發展戰略的高度來看，都是十分緊迫和必要的。

按照目前使用的情況，陰極炭塊分類及特性對比如下：

根據原料和熱處理工藝的不同，國際上現代化鋁電解槽常按工業界分為三大類：第一類為無煙煤基炭塊(又分無定形和半石墨質炭塊，第二類為石墨質炭塊，第三類為石墨化炭塊)。無定形炭塊—優點是材質單一，內部結構均質，耐磨抗沖刷能力強，缺點是比電阻高。半石墨質炭塊—是目前西歐和北美及其他地區大中先進槽型使用最多的一類，應用最廣泛。石墨質炭塊—綜合性能較好，但由于優質石墨碎資源有限及生產率降低等原因，目前市場份額不大且原料組成不單一，抗鈉侵蝕不均勻，均質性差。石墨化炭塊—最好的導電、導熱、抗熱沖擊、抗鈉膨脹和抗電解質腐蝕能力，但由于質軟及極差的抗鋁液沖刷和耐腐蝕能力、電蝕能力，電解槽壽命較低。

結合各類陰極炭塊理化指標及主要特性的對比可以看出，目前這三類炭塊都有自己不可避免的缺陷。還有就是目前國際金融情況不容樂觀。鋁行業一直處于低迷狀態，鋁價格不斷下跌。而這三種現用的炭塊由于成本高，價格降幅不大，給鋁行業也造成不小的沖擊。所以針對現有炭塊的缺陷及市場情況，我們提出新的技術革新，以此來彌補這些缺陷和滿足市場的要求。

發明內容

本發明的目的是針對現有鋁用陰極炭塊存在的不足之處，提供一種耐磨抗沖刷能力強，可使電解槽壽命提高的全煤質鋁用陰極炭塊。

本發明利用太西煤特有的低灰、低比電阻性質，經過電煅爐高溫煅燒，得到被部分石墨化的電煅煤，作為制作全煤質鋁用陰極炭塊唯一的原料。通過配料后，利用特殊的成型工藝和焙燒工藝，得到低成本高品質的鋁用陰極炭塊。

本發明的具體技術方案是這樣的：首先，選用特有的太西煤，經過電煅爐高溫煅燒后，得到低灰，低比電阻煅煤；再經過破碎篩分、混捏程序使其成型。在混捏程序中加入液體瀝青，經調質、計量后進行充分混捏，成型后經焙燒，得到高質量的鋁用陰極炭塊。

本發明具有如下顯著效果：

1、全煤質鋁電解用陰極炭塊與現用的石墨質陰極炭塊相比，所用原料單一，內部結構均質，耐磨抗沖刷能力增強。

2、本發明炭塊抗電解質腐蝕能力強，可大大提高電解槽的使用壽命。

附圖說明

圖1是本發明鋁用陰極炭塊的制備工序流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式進一步說明。

本發明方法的工序包括：

(1)無煙煤的選擇：選擇灰分≤3.0%；水分≤3.0%；揮發分7-9%之間的無煙煤。

(2)煅燒工序：對在電煅爐中煅燒的無煙煤的溫度要求：1700-2200℃之間，持續時間在24-26小時之間。

(3)破碎篩分工序：對煅燒后的電煅煤破碎篩分的顆粒度要求是8mm以下。

(4)配料工序：具體配料就是將各個粒度的電煅料按照比例配好。干料配方見下列要求。