[發(fā)明專利]一種煤替代石油焦制備炭素陽極的方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011555529.1 | 申請日： | 2020-12-24 |
| 公開（公告）號： | CN112725837A | 公開（公告）日： | 2021-04-30 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 劉瑞平;范培育;張一雯;王永旺;張?jiān)品?/a>;王增國;許立軍;韓碩;陳東;甄鵬;辛沙 | 申請（專利權(quán)）人： | 神華準(zhǔn)能資源綜合開發(fā)有限公司 |
| 主分類號： | C25C3/12 | 分類號： | C25C3/12 |
| 代理公司： | 北京邦信陽專利商標(biāo)代理有限公司 11012 | 代理人： | 耿蕾 |
| 地址： | 010300 內(nèi)蒙古自治區(qū)*** | 國省代碼： | 內(nèi)蒙古;15 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 替代 石油焦 制備 炭素 陽極 方法 | ||
本發(fā)明提供一種煤替代石油焦制備炭素陽極的方法，包括如下步驟：1)將無煙煤煅燒獲得煅后無煙煤；將得到的煅后無煙煤進(jìn)行破碎、研磨；2)按配比將煅后無煙煤和石油焦作為骨料在混料機(jī)中混合；3)將骨料放入混捏鍋中進(jìn)行干混，然后添加煤瀝青進(jìn)行濕混獲得糊料混合物；4)將糊料混合物在模具中成型，然后經(jīng)焙燒制備所述炭素陽極。本發(fā)明提供的煤替代石油焦制備炭素陽極的方法，可以降低炭素陽極的生成成本，利于減少石油焦和煤瀝青的使用，而且能制得達(dá)到碳素預(yù)焙陽極的使用要求的碳素陽極。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于鋁電解炭素陽極制備工藝，特別涉及一種煤替代石油焦制作鋁電解預(yù)焙炭素陽極的制備工藝。
背景技術(shù)
目前鋁電解用炭素陽極一般采用灰分較少的炭素材料進(jìn)行生產(chǎn)，在以石油焦為骨料的基礎(chǔ)上，采用煤瀝青作為粘結(jié)劑，經(jīng)過煅燒、破碎、配料、混捏、成型和焙燒等一系列工序后制備而成。
鋁用炭陽極對灰分、硫分、導(dǎo)電性及微量元素等有嚴(yán)格的要求：鋁用炭陽極中的灰分在電解鋁時(shí)部分會(huì)進(jìn)入鋁液，影響原鋁的品級；含硫量過高會(huì)加重對環(huán)境的污染、腐蝕生產(chǎn)裝備；一些微量元素對陽極使用效果影響較大，如釩、鈉、鈣、鉀等元素對陽極的氣體氧化反應(yīng)具有催化作用，在電解槽上使用時(shí)容易造成氧化掉渣，而鐵、硅等元素則在電解鋁時(shí)析出進(jìn)入鋁液，惡化原鋁質(zhì)量。
隨著我國鋁工業(yè)的快速發(fā)展，鋁用優(yōu)質(zhì)石油焦的需求量越來越大，造成可供鋁用的石油焦資源將會(huì)持續(xù)緊張，另外，隨著石油價(jià)格的持續(xù)高漲，石油焦價(jià)格偏高的趨勢也將隨著長期維持。解決這一問題的有效方法之一是開發(fā)惰性陽極。在惰性陽極和新的鋁提純生產(chǎn)工藝研究成功之前，如何能尋找一種有效的石油焦替代品，已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。
我國無煙煤中金屬雜質(zhì)主要以鋁、鐵和鈣為主，鎳、釩、鈉的含量非常低，且灰分和硫分也很低。如何開發(fā)一種以無煙煤替代石油焦或減少石油焦用量的碳素陽極制備方法，是本領(lǐng)域技術(shù)人員的研究熱點(diǎn)之一。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種煤替代石油焦制備炭素陽極的方法，該方法可以降低炭素陽極的生成成本，利于減少石油焦和煤瀝青的使用，而且能制得達(dá)到碳素預(yù)焙陽極的使用要求的碳素陽極。
本發(fā)明為達(dá)到其目的，提供如下技術(shù)方案：
本發(fā)明提供一種煤替代石油焦制備炭素陽極的方法，包括如下步驟：
1)將無煙煤煅燒獲得煅后無煙煤；將得到的煅后無煙煤進(jìn)行破碎、研磨；
2)按配比將煅后無煙煤和石油焦作為骨料在混料機(jī)中混合，其中，基于骨料總重量，所述煅后無煙煤的重量百分比為10％～30％，粒度6-3mm的石油焦粒料、粒度3-1mm的石油焦粒料、粒度1-0.15mm的石油焦粒料和粒度低于0.15mm的石油焦粉料的重量百分比依次分別為13～15％、18～22％、18～30％、15％～29％；
3)將骨料放入混捏鍋中進(jìn)行干混，然后添加煤瀝青進(jìn)行濕混獲得糊料混合物；
4)將糊料混合物在模具中成型，然后經(jīng)焙燒制備所述炭素陽極。
本發(fā)明的方法中，步驟2)中，添加至骨料中的煅后無煙煤為粒度3-1mm的粒料、粒度1-0.15mm的粒料和粒度低于0.15mm的粉料中的一種或多種的組合。
一些實(shí)施方式中，步驟1)中，所述無煙煤在1800℃～2200℃下煅燒4～6小時(shí)，獲得所述煅后無煙煤。采用該煅燒工藝獲得的煅后無煙煤，硫、鈉、鈣、鋁等微量元素大幅降低，硫、鎳、釩等有害雜質(zhì)含量比普通石油焦中含量的更低。用于制備炭素陽極不會(huì)給鋁電解帶來含硫煙氣的凈化壓力，且能減少煙氣危害。
一些實(shí)施方式中，步驟3)中，基于骨料和煤瀝青的總重量，所述骨料的重量百分比為75-85％。
一些實(shí)施方式中，步驟2)中，所述混料機(jī)為三維混料機(jī)，所述骨料在所述混料機(jī)中混合后，放入烘箱加熱至170℃～190℃，再將其放入步驟3)的混捏鍋中。
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