[發(fā)明專利]一步法制備核殼結(jié)構(gòu)預(yù)焙陽(yáng)極碳?jí)K的工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811482512.0
• 申請(qǐng)日: 2018-12-05
• 公開（公告）號(hào): CN109536995B
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郎光輝;李建軍;張法利;劉玉川;龐娟娟;豆振林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 索通發(fā)展股份有限公司
• 主分類號(hào): C25C3/12
• 分類號(hào): C25C3/12
• 代理公司: 11560 北京智橋聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 段嘯冉

本發(fā)明屬于電解槽陽(yáng)極材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種一步法制備核殼結(jié)構(gòu)預(yù)焙陽(yáng)極碳?jí)K的工藝。本發(fā)明的工藝，包括以下的步驟：(1)制備核層材料：稱取煅后石油焦，加入攪拌釜內(nèi)，升溫，加入瀝青粘合劑，混合攪拌；(2)制備殼層材料：稱取高性能煅后石油焦或其他高性能粉料，加到攪拌釜中，升溫，加入粘合劑，混合攪拌；(3)一次成型：同時(shí)將(1)中制備的核層材料和(2)中制備的殼層材料加入到成型機(jī)內(nèi)，成型后出料焙燒，得到預(yù)焙陽(yáng)極碳?jí)K成品。本發(fā)明所提供的一步法制備具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的核殼碳?jí)K的制備方法，能夠極大的提升現(xiàn)有預(yù)焙陽(yáng)極碳?jí)K的產(chǎn)品性能，降低制造成本，實(shí)現(xiàn)電解鋁用碳陽(yáng)極產(chǎn)品的升級(jí)換代。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電解槽陽(yáng)極材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種一步法制備核殼結(jié)構(gòu)預(yù)焙陽(yáng)極碳?jí)K的工藝。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的預(yù)焙陽(yáng)極碳?jí)K以煅后石油焦和煤瀝青兩種材料為主，隨著石油資源的持續(xù)開采，作為煉油廠廢料的石油焦的品質(zhì)呈下降趨勢(shì)，表現(xiàn)為高硫焦的占比增大，低硫焦的占比減少，同時(shí)，一些金屬釩含量較高的石油焦增多，這些低品質(zhì)石油焦進(jìn)入陽(yáng)極碳素制造企業(yè)，影響了碳?jí)K的產(chǎn)品質(zhì)量，表現(xiàn)為碳?jí)K的空氣反應(yīng)性變差，二氧化碳反應(yīng)性變差，電解鋁時(shí)的碳?jí)K凈耗增大，碳陽(yáng)極的使用壽命變短。

碳素公司一般采取兩種解決辦法保證碳?jí)K的使用壽命，一是通過(guò)高硫焦、低硫焦的混合，高釩焦、低釩焦的混合來(lái)保證硫或釩等微量元素達(dá)標(biāo)；

另一種方法是在碳?jí)K表面施加外保護(hù)層，隔絕反應(yīng)性氣體對(duì)內(nèi)部的侵蝕。兩種方法都存在較大缺陷，混合法使用較多的低硫、低釩石油焦，增加了制造成本，外保護(hù)層法不僅增加了一道制造工序，造成成本增加，而且外保護(hù)層法制備的外保護(hù)層和碳?jí)K整體很難牢固粘和，易脫落，使外保護(hù)層失效。

因此需要針對(duì)上述方法的缺陷進(jìn)行改進(jìn)，發(fā)明一種能從根本上消除外保護(hù)層存在的脫落失效問(wèn)題，并且制造成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于石油焦的混合法。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種一步法具有核殼結(jié)構(gòu)預(yù)焙陽(yáng)極碳?jí)K制備工藝，從根本上消除外保護(hù)層存在的脫落失效問(wèn)題，并且其制造成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于石油焦。

本發(fā)明的一步法具有核殼結(jié)構(gòu)預(yù)焙陽(yáng)極碳?jí)K制備工藝是通過(guò)下述的技術(shù)方案來(lái)解決以上的技術(shù)問(wèn)題的：

一步法制備核殼結(jié)構(gòu)預(yù)焙陽(yáng)極碳?jí)K的工藝，包括以下的步驟：

(1)制備核層材料：稱取煅后石油焦，加入攪拌釜內(nèi)，升溫，加入瀝青粘合劑，混合攪拌；

(2)制備殼層材料：稱取高性能煅后石油焦或其他高性能粉料，加到攪拌釜中，升溫，加入粘合劑，混合攪拌；

(3)一次成型：同時(shí)將(1)中制備的核層材料和(2)中制備的殼層材料加入到成型機(jī)內(nèi)，成型后出料焙燒，得到預(yù)焙陽(yáng)極碳?jí)K成品。

優(yōu)選的，(1)中，所采用的煅后石油焦為硫含量大于2％的高硫焦，或金屬釩含量大于200ppm的高釩焦；

(1)中，煅后石油焦為不同粒徑的石油焦，其中，粗料粒徑8-12mm，中料粒徑4-8mm，細(xì)料粒徑1-4mm；

(1)中，升溫至120～190℃，混合時(shí)間為10～60min；

(2)中，高性能煅后石油焦為硫含量小于或等于2％的低硫煅后石油焦，或金屬釩含量小于或等于200ppm的低釩煅后石油焦；

高性能粉料包括天然石墨粉、人造石墨粉、氣相氧化鋁、工業(yè)級(jí)氧化鋁的至少一種。

粘合劑包括煤瀝青、石油瀝青、酚醛樹脂中的至少一種。

(2)中，升溫至120～180℃，混合時(shí)間為10～60min。