[发明专利]一种基于环保型结合剂的超微孔炭砖及其制备方法

权利要求书

1.一种基于环保型结合剂的超微孔炭砖的制备方法，其特征在于所述制备方法的步骤是：

步骤1、将5～20wt％的催化剂和80～95wt％的乙醇混合，得到催化剂溶液；

步骤2、将25～45wt％的所述催化剂溶液、25～45wt％的单质硅粉、10～25wt％的活性碳源和10～25wt％的含铝添加剂混合，搅拌0.5～2h，得到混合料I；

步骤3、将所述混合料I在50～110℃条件下保温12～36h，破碎，粉磨至粒度小于0.088mm，得到粉磨料；

步骤4、将30～50wt％的所述粉磨料、5～20wt％的天然石墨和35～55wt％的电煅无烟煤粉混合1～5h，得到混合料II；

步骤5、将85～99wt％的环保结合剂和1～15wt％的溶剂混合，搅拌5～20min，得到结合剂溶液；

步骤6、按6～16wt％的结合剂溶液、40～60wt％的电煅无烟煤颗粒和30～50wt％的所述混合料II配料，先将所述结合剂溶液和所述电煅无烟煤颗粒在常温条件下混碾20～60min，然后加入所述混合料II，常温条件下继续混碾0.5～2h，得到混碾料；

步骤7.1、将所述混碾料装入模具中，密封，置入冷等静压机的压力舱内；

步骤7.2、以0.1～4MPa/s的速率升压至30～50MPa，以0.1～5MPa/s的速率升压至60～80MPa，以0.1～10MPa/s的速率升压至90～110MPa，以0.1～6MPa/s的速率升压至120～140MPa，以0.1～8MPa/s的速率升压至150～200MPa，保压1～5min；

步骤7.3、以0.1～5MPa/s的速率降压至120～140MPa，以0.1～6MPa/s的速率降压至90～110MPa，以0.1～8MPa/s的速率降压至60～80MPa，以0.1～5MPa/s的速率降压至30～50MPa，以0.1～5MPa/s的速率降压至2MPa，最后将余压卸载至常压，得到生坯；

步骤8、将所述生坯在50～110℃条件下保温12～36h；再于还原气氛中升温至1200～1500℃，保温3～12h，制得基于环保型结合剂的超微孔炭砖；

所述环保结合剂为妥尔油、胶原蛋白和天然橡胶中的一种；其中：所述妥尔油的松香酸和脂肪酸综合含量大于90wt％，所述胶原蛋白纯度大于90wt％，所述天然橡胶中橡胶烃含量大于91wt％；

所述催化剂为九水硝酸铁、六水硝酸镍、六水硝酸钴和六水氯化铁中的一种；其中：所述九水硝酸铁纯度大于98.5wt％，所述六水硝酸镍纯度大于98wt％；所述六水硝酸钴纯度大于99wt％，所述六水氯化铁纯度大于99wt％；所述催化剂的粒度均小于0.088mm；

所述活性碳源为纤维素、木质素和焦炭粉中的一种；其中：所述纤维素中C含量大于44wt％，所述木质素中C含量大于63wt％，所述焦炭粉中C含量大于80wt％；所述活性碳源的粒度均小于0.088mm；

所述含铝添加剂为铝粉、活性氧化铝粉和氢氧化铝粉中的一种；其中：所述铝粉中Al含量大于98wt％，所述活性氧化铝粉中Al₂O₃含量大于98wt％，所述氢氧化铝粉中Al(OH)₃含量大于98wt％；所述含铝添加剂的粒度小于0.088mm；

所述单质硅粉的Si含量大于97wt％；单质硅粉的粒度小于0.088mm；

所述天然石墨的C含量大于98wt％；天然石墨的粒度小于0.088mm；

所述电煅无烟煤粉的C含量大于83wt％；电煅无烟煤粉的粒度为小于0.088mm；

所述电煅无烟煤颗粒的C含量大于83wt％；电煅无烟煤颗粒的粒度为0.088～8mm。

2.根据权利要求1所述的基于环保型结合剂的超微孔炭砖的制备方法，其特征在于所述溶剂为乙醇、洗油和煤油中的一种；其中：所述乙醇的纯度大于99wt％，所述溶剂中的乙醇与步骤1所述乙醇相同；所述洗油的C含量大于40wt％；所述煤油的C含量大于40wt％。

3.根据权利要求1所述的基于环保型结合剂的超微孔炭砖的制备方法，其特征在于所述还原气氛为50Vol％的CO气体与50Vol％的N₂气体的混合气体、或为50Vol％的CO气体与50Vol％的H₂气体的混合气体、或为100Vol％的CO气体。

4.一种基于环保型结合剂的超微孔炭砖，其特征在于所述的基于环保型结合剂的超微孔炭砖是根据权利要求1～3项中任一项所述的基于环保型结合剂的超微孔炭砖的制备方法所制备的基于环保型结合剂的超微孔炭砖。