[发明专利]一种经改进的电解铝用炭阳极的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种经改进的电解铝用炭阳极的制备方法，属于电解铝制备领域。

背景技术

铝电解槽是铝炼制工业中的主体设备，生产电解铝用的阳极可分为自焙阳极和预焙阳极两种，其中炭阳极在生产过程中起着十分重要的作用。

目前炼铝阳极大多数是以石油焦为原料，以一定颗粒组成进行配料，外加一定量的煤焦油沥青作为结合剂进行加热混料，然后进行热态振动加压成型。成型后，把坯体推入冷水中进行冷却固化。来提高坯体的强度，便于机械运输。然后送入炭化窑进行炭化烧成。一般烧成温度为1100-1300°C，烧成周期要30天左右。这种传统生产炭阳极的方法有以下缺点：1）环境污染严重。热混料和成型过程中，产生大量了沥青烟，严重影响了环境，影响了职工的身体健康；2）成本高。主要表现在使用沥青较多，产品收率较低和烧成时间长，能耗高。能耗高也造成了CO2排放增加；3）产品性能较差。这样制得阳极所用结合剂较多，一般要在16％左右。结合剂残炭量只有40-50％。经过炭化后，结合剂炭化，挥发掉大部分，形成了大量的气孔，因此，这种方法生产的产品的气孔率高达20％以上。并且炭化形成的沥青炭活性较石油焦颗粒高。这部分活性较高的炭形成了基质，填充到石油焦颗粒间隙里。相对而言，焦油和沥青炭化后形成的炭也不如颗粒致密。因此在阳极使用过程中，基质部分首先被氧化，而导致颗粒间隙凹进去，颗粒凸出出来。从而导致阳极的损耗较快；4）因为致密度不够，这也导致了抗氧化性不够和电阻率较高。因此在使用过程中，使用寿命较低和耗电量较高。

为了克服用石油焦作为阳极的工艺的缺点，国内外工程技术人员作了许多努力，以克服其中1-2个缺点。

例如CN101255571A发明专利申请中提供了一种制备铝电解用预焙炭阳极石油焦的处理方法，其特征在于其处理过程将石油焦原料进行筛分，将筛分出的粉状石油焦制团烧结后，再与筛分出的粗颗粒石油焦一同用于电解用预焙炭阳极的制备过程。所述粉状石油焦制团过程是将粉状石油焦与粘结剂按石油焦粉末与粘结剂的混合重量比为1∶0.02-0.3的比例搅拌混合均匀，通过压球机制团的；粉状石油焦制团后是在1150-1300℃温度下，煅烧时间3-24小时。认为以提供的处理方法，有效提高石油焦强度，减少烧损，提高实收率。

针对石油焦质量的不断下降，实现优质和劣质石油焦的有效互补，达到石油焦均一、稳定；又有发明人提出了炭阳极用石油焦处理方法，例如CN101717968A提出了一种铝用炭阳极用石油焦的处理方法，在处理过程是将生产所用的不同来源的生石油焦的空气反应速率和二氧化碳反应速率进行分析；根据分析数据进行配料，控制配料后的混合石油焦的二氧化碳反应速率为14-28％/min、空气反应速率为0.1-0.6％/min。利用该方法，使低品位石油焦在铝用预焙阳极生产过程中得到了合理的应用，拓宽了原料的来源，提高了石油焦资源的综合利用率，同时弥补了低品质石油焦的缺陷，提高了煅后焦的抗氧化性能，进而使用预焙炭阳极的质量更均一、稳定，使电解炭耗和成本进一步降低。

也有报道，对制造铝用炭阳极的原料进行石油焦脱硫工艺的研究（CN101144044B），其特征在于其过程是在生石油焦中加入选自氧化锆、氧化铈和氧化钇中的任意一种脱硫剂进行煅烧的；其配入生石油焦中的脱硫剂粒度小于0.074mm；脱硫剂配入量为生石油焦重量的0.7-5.0％；配入脱硫剂的生石油焦是在1270-1500℃温度下，煅烧50-120min。所提供的工艺，操作方便，易于工业实施，通过煅烧可有效脱除石油焦的硫含量，脱硫率达85％以上，降低了生产过程对环境的污染。

针对以上的分析，本发明拟从另一角度作为发明构思的切入点提出了一种经改进的电解铝用炭阳极的制备方法。

发明内容

本发明的目的提供一种经改进的电解铝用炭阳极的制备方法，以克服现有技术存在的缺点。