[发明专利]一种降低煤沥青含量生产炭素制品的方法

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，炭素材料及其制品的生产工艺，特别涉及一种预焙阳极、石墨化电极、炭电极、炭块、炭糊等炭素制品，降低煤沥青含量、节能、减排的生产工艺。

背景技术

采用石油焦、沥青焦为原料，煤沥青为结合剂，经过破粉碎、配料、混捏、成型、焙烧、浸渍、石墨化工艺，实现炭素制品生产过程。评价炭素制品质量主要从二个方面：1、炭素制品本身特性：炭素制品纯度、晶体网格结构、颗粒和气孔分布、煤沥青结焦状态；2、炭素制品使用特性：炭素制品抗侵蚀、抗氧化、抗热震、抗机械强度、导电性。把这些特性反馈到炭素制品的性能指标上就是体积密度和电阻率。其中，炭素制品配料工艺的煤沥青加入量直接影响体积密度，间接影响电阻率。生产炭素制品加入的结合剂煤沥青，经1050℃焙烧后，结焦50％，其余50％作为煤沥青烟气排出。也就是说生产炭素制品过程中每增加1％结合剂煤沥青用量，就要为炭素制品留下0.5％气孔、减少约0.8％体积密度，从而增加了空气接触、氧化炭素制品机会，降低炭素制品导电面积，增加炭素制品电阻率。煤沥青加入量还与炭素制品配料过程中粉料加入量有关，配料原料中粉料加入量越多，煤沥青加入量提高比例越大，这就是比表面积等量原则。配料中原料粉料加入量越多，炭素制品体积密度越大，耐压强度和电阻率同时增大，导电性降低，抗氧化性变差。由于焦炭原料海绵、蜂窝状结构和0.80～1.30 g/cm³体积密度，用传统工艺大颗粒配料、低煤沥青加入量生产的炭素焙烧品体积密度只能达到1.50～1.55 g/cm³，而采用大量细粉和煤沥青加入量生产的炭素焙烧品体积密度可达1.60g/cm³，但是导电性不好，抗氧化能力、抗热震稳定性、抗侵蚀性变差，严重影响炭素制品使用寿命，同时也增加炭素制品使用过程中的炭排放和能量消耗，由此困扰了炭素工业的发展。

发明内容

本发明克服了上述存在缺陷，目的是通过在炭素制品生产的原料选择与配料方法工艺步骤之间，增加采用压球工艺生产压球焦技术，该技术选择炭素制品生产用原料，在实施配料工艺中进一步增大颗粒尺寸，提高大颗粒原料加入数量，减少粉料和煤沥青加入量，经过混合，采用压球机压制成大颗粒的球形或三维尺寸不相等椭圆球形坯体，并对压制炭素球形坯体进行热处理。热处理后的压球焦作为炭素制品最重要原料回配到炭素制品配料工艺中。通过开发、创新炭素制品配料、混合新工艺，达到改进炭素制品颗粒结构状态，使预焙阳极煤沥青加入量降至11％；石墨化电极煤沥青加入量降至17％；不定形炭素糊料煤沥青加入量降至20％，生产炭素焙烧品体积密度大于1.62g／cm³；炭素糊料经捣打、1000℃焙烧后体积密度大于1.50 g／cm³，提供一种降低煤沥青含量，节能减排生产炭素制品的方法。

本发明一种降低煤沥青含量生产炭素制品的方法内容简述：

本发明一种降低煤沥青含量生产炭素制品的方法，其特征在于：炭素制品包括：预焙阳极、或石墨化电极、或炭电极、或砌筑炭块、或电极糊、或半石墨质炭糊、或冷捣糊、或普通炭糊、或阳极糊、阴极糊；

降低煤沥青含量生产炭素制品的方法的生产工艺按下列步骤：

1、生产炭素制品原料选择

采用石油焦、或沥青焦、或电煅煤、或冶金焦、或天然石墨、或人造石墨、或炭素制品生产返回料、或炭素制品回收料，其中一种以上混合物以及用上述原料生产的炭素制品为原料。

2、采用压球工艺生产压球焦

A、压球焦原料选择

采用石油焦、或沥青焦、或电煅煤、或冶金焦、或天然石墨、或人造石墨、或炭素制品生产返回料、或炭素制品回收料，其中一种以上混合物为原料；

B、压球焦颗粒级配、结合剂选择、结合剂加入量

按质量份数100％计算，颗粒级配料+结合剂＝100％；

颗粒级配：有2种方法

筛下料自然粒度法：取方形或圆形筛孔，筛孔尺寸18～8mm，破碎、筛分后筛下自然粒度原料即为合格颗粒级配料，适合炭素生产厂场地改造紧张企业；

粒度级配法：原料最大粒度18～8mm，其中大于5mm的颗粒料大于20％，小于0.1 mm的粉料量小于25％；

结合剂选择：选择煤沥青为结合剂；

结合剂加入量控制：

颗粒级配原料中结合剂加入量控制在5～12％之间。采用炭素制品混合废料和成型废料为原料或采用含有挥发分的石油焦、沥青焦为原料计算结合剂加入量时，计算原料中已含有结合剂量，其中，挥发分含量等同于该原料结合剂加入量进行计算；