專利名稱：潔凈陽極焦的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電解鋁工業(yè)的預焙電解槽用陽極材料，特別是涉及鋁電解槽陽極用潔凈陽極焦。
背景技術(shù)：
目前，電解鋁工業(yè)是電解電解槽中氟化鋁、氧化鋁、冰晶石等熔融體而生產(chǎn)鋁，作為預焙電解槽的導電陽極，屬消耗性材料，每生產(chǎn)一噸電解鋁，需消耗0.6噸預焙陽極。傳統(tǒng)的自焙電解槽使用的陽極是電極糊，由于電極糊在其本身的制造過程中，因沒有進行焙燒，其焙燒過程是在電解鋁的過程中完成的，因而使用陽極糊的電解鋁車間由于陽極糊自焙成電極時產(chǎn)生的大量瀝青煙氣無法處理而造成嚴重的環(huán)境污染，且消耗大。預焙陽極的生產(chǎn)工序為壓型、焙燒，其焙燒過程是在陽極廠完成的，因而焙燒過程中揮發(fā)的瀝青煙氣能夠很方便地凈化，預焙陽極被國內(nèi)外電解鋁行業(yè)公認為是電解鋁生產(chǎn)過程中環(huán)保型導電陽極，同時也是高效低耗的導電陽極。預焙陽極是煉鋁工業(yè)發(fā)展要求節(jié)能降耗，環(huán)境保護的首選必備的材料。隨著世界各國煉鋁工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，國際市場煉鋁行業(yè)對預焙陽極用材料陽極焦逐步升級，原來用陽極焦材料的石油焦不能滿足要求，而對經(jīng)過焙燒處理后含揮發(fā)份很低的陽極焦日趨增加。目前世界各國例如美國和俄羅斯國家紛紛改用經(jīng)焙燒處理過的陽極焦，從而達到節(jié)能降耗，提高煉鋁工業(yè)質(zhì)量，保護環(huán)境的目的，為預焙陽極焦的生產(chǎn)、銷售、以及技術(shù)發(fā)展創(chuàng)造了空前的商機。
目前國內(nèi)已有用回轉(zhuǎn)窯或立式罐生產(chǎn)預焙燒陽極焦，其強度等指標明顯滿足不了電解鋁工業(yè)對陽極焦的要求。日本特許公開昭59-80786公開了一種鋁電解槽用陽極的制造方法，其中陽極用粒料焦由瀝青焦于800-1250℃焙燒10-15小時得到真比重(實際密度)為1.75-1.99克/厘米3陽極用粒料焦。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述制造陽極焦的不足，滿足煉鋁工業(yè)技術(shù)日益發(fā)展的需要，經(jīng)發(fā)明人從事多年開發(fā)研究和長期生產(chǎn)實踐，開發(fā)出提供一種環(huán)保型、高效低耗、優(yōu)質(zhì)的潔凈陽極焦的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明提供的潔凈陽極焦的生產(chǎn)方法包括下列步驟1、原料粉碎及混配(1)原料石油焦與中溫瀝青按70-95∶5-30％，優(yōu)選為80-90∶10-20(重量)進行粗碎及篩分。
(2)經(jīng)粗碎后的石油焦與中溫瀝青于混合槽內(nèi)進行混配均勻。
(3)用電磁分離器除去雜物。
(4)除去雜物的混配料再經(jīng)粉碎機粉碎至6-10毫米細度，再經(jīng)成型機成型送至料倉。
2、焙燒將步驟1的來自料倉的成型料裝入焙燒窯中在1000-1300℃溫度下，焙燒12-24小時，成熟后陽極焦經(jīng)冷卻塔冷卻后得潔凈陽極焦送入產(chǎn)品庫。
3、回收后處理從焙燒窯中產(chǎn)生的揮發(fā)氣體送入回收系統(tǒng)，回收其中的芳烴類有機物；尾氣返回焙燒窯用作生產(chǎn)陽極焦的燃料。
按照本發(fā)明提供的潔凈陽極焦的生產(chǎn)方法中，所述石油焦為市售石油焦、優(yōu)選為低硫石油焦如中國大慶油田的低硫石油焦等和中硫石油焦如勝利油田的中硫石油焦等。石油焦的質(zhì)量標準為

所述中溫瀝青是煉焦工業(yè)中的副產(chǎn)物煤焦油經(jīng)管式爐加熱至400-410℃進入二次蒸發(fā)器閃蒸出蒽油以上低組份餾份，剩余的為中溫瀝青；也可用市售產(chǎn)品，其質(zhì)量指標為

所述石油焦和中溫瀝青的配比一般為70-95∶5-30，優(yōu)選為80-90∶10-20％(重量)。
所述石油焦及中溫瀝青的粉碎沒有特別要求，粉碎機可采用市售任何類型的粉碎機，優(yōu)選采用螺旋擠壓機進行粉碎，使石油焦及中溫瀝青能進一步進行粉碎、擠壓和攪拌，以利于結(jié)構(gòu)的均一和強度提高。所述成型機采用對輥成型機，采用此成型機使顆粒間的空隙減少，增加膠質(zhì)體的不透氣性，有利于活性化學鍵的相互作用，有利于粘結(jié)，成型原料的密度能進一步提高。
所述焙燒是在焙燒窯中進行，壓型和焙燒工序在焙燒窯中完成，焙燒窯沒有嚴格限制，為公知技術(shù)；在焙燒后得到的陽極焦質(zhì)量，特別是陽極焦產(chǎn)品的塊度，真比重等要求嚴格，它與焙燒窯的類型和結(jié)構(gòu)，焙燒溫度和焙燒時間，成型壓力，以及原料石油焦及中溫瀝青的選擇和配比有密切關(guān)系，焙燒溫度通常為1000-1300℃，優(yōu)選1200-1300℃，焙燒時間為12-24小時，優(yōu)選為16-20小時。加熱時間溫度過快過高，氣體大量析出膨脹，影響炭化，并破壞內(nèi)部的粘結(jié)性；且由于收縮大，造成內(nèi)部應力過高而使型焦破碎。從加熱時間與塊徑關(guān)系看，加熱19-21小時較優(yōu)選，使陽極焦的塊度在80毫米左右。焙燒成熟后的陽極焦在冷卻塔中用水或水和循環(huán)水進行冷卻，冷卻水回收循環(huán)使用，焙燒窯的(煙道氣和)揮發(fā)性氣體，主要是揮發(fā)性氣體，直接進入回收系統(tǒng)，進入回收系統(tǒng)的揮發(fā)性氣體首先經(jīng)過一次冷卻后，再經(jīng)飽和器終冷和蒸餾系統(tǒng)回收其中有機物，特別是芳族烴類有機物再使用，尾氣返回焙燒窯生產(chǎn)陽極焦用。
按照本發(fā)明提供的潔凈陽極焦的生產(chǎn)方法得到的潔凈陽極焦具有高強度，低灰份和硫含量，真比重高，塊度大，氣孔率低，用其生產(chǎn)的碳素制品和電極容易石墨化，是電解鋁生產(chǎn)過程中環(huán)保型的高效低耗的導電陽極材料，其質(zhì)量指標為




圖1為潔凈陽極焦生產(chǎn)工藝流程示意簡圖1、原料石油焦和中溫瀝青2、粉碎機3、篩分機4、風送裝置5、混合器6、擠壓機7、料倉8、焙燒窯9、煤氣10、冷卻塔11、石油焦產(chǎn)品12、冷卻水去循環(huán)水槽 13、循環(huán)水14、冷卻水15、回收系統(tǒng)具體實施方案本發(fā)明用下列實施例結(jié)合附圖來進一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于實施例。
實施例1將大慶油田低硫石油焦，以及煤焦油經(jīng)管式爐加熱至400-410℃進入二次蒸發(fā)器閃蒸出蒽油以上餾份的中溫瀝青按石油焦與中溫瀝青重量比為85∶15投入垂式破碎機2進行粗碎及篩分3，然后采用熱空氣通過風送裝置4輸送，在旋流遞進中，將石油焦和中溫瀝青一起預熱到90--120℃，然后進入混合槽5中進行充分混合使中溫瀝青均勻分布在石油焦中，隨后通過電磁分離器(圖中未標出)除去雜物。除去雜物的混配料進入螺旋擠壓機6中進一步進行粉碎、擠壓和攪拌，成為均勻的混配料，將此混配料進入對輥成型機中擠壓成型后送至料倉7。再裝入焙燒窯8內(nèi)，于1100-1200℃，焙燒18-20小時，成熟后的物料陽極焦迅速移至冷卻塔10，同時由塔頂噴啉水(和循環(huán)水)13和14進行冷卻，待陽極焦溫度冷至30-40℃停止噴啉水，得到潔凈陽極焦11。在焙燒窯排出揮發(fā)性氣體進入冷卻系統(tǒng)進行一次冷卻，再經(jīng)飽和器及蒸餾器，回收含芳烴類的有機物，尾氣返回焙燒窯作燃料用。潔凈陽極焦質(zhì)量指標為

權(quán)利要求
1.一種潔凈陽極焦的生產(chǎn)方法包括下列步驟(1)原料粉碎及混配①原料石油焦與中溫瀝青按70-9.5∶5-30％(重量)進行粗碎及篩分；②經(jīng)粗碎后的石油焦與中溫瀝青按于混合槽內(nèi)混配均勻；③用電磁分離器除去雜物；④除去雜物的混配料經(jīng)粉碎機粉碎至6-10毫米細度，再經(jīng)成型機成型送至料倉；(2)焙燒將步驟(1)的來自料倉的成型料裝入焙燒窯中焙燒，焙燒溫度為1000-1300℃，焙燒時間12-24小時，成熟后的陽極焦經(jīng)冷卻塔冷卻后得潔凈陽極焦送入產(chǎn)品庫；(3)回收后處理由焙燒窯中產(chǎn)生的揮發(fā)氣體進入回收系統(tǒng)，回收其中有機物，尾氣返回焙燒窯作燃料用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的潔凈陽極焦的生產(chǎn)方法，其特征在于所述石油焦為低硫石油焦。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的潔凈陽極焦的生產(chǎn)方法，其特征在于石油焦與中溫瀝青的混配比為80-90∶10-20％(重量)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的潔凈陽極焦的生產(chǎn)方法，其特征在于所述中溫瀝青是煉焦工業(yè)中的副產(chǎn)物煤焦油經(jīng)管式爐加熱至400-410℃進入二次蒸發(fā)器閃蒸出蒽油以上低組份餾份，剩余物為中溫瀝青。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的潔凈陽極焦的生產(chǎn)方法，其特征在于所述焙溫度為1200-1300℃，焙燒時間為16-20小時。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的潔凈陽極焦的生產(chǎn)方法，其特征在于進入回收系統(tǒng)的揮發(fā)氣體，經(jīng)過一次冷卻后，經(jīng)飽和器終冷和蒸餾系統(tǒng)回收其中的有機物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6的任一項的潔凈陽極焦的生產(chǎn)方法生產(chǎn)的陽極焦。
全文摘要
本發(fā)明涉及潔凈陽極焦的生產(chǎn)方法,該方法包括原料石油焦中均勻添加中溫瀝青,經(jīng)粉碎混配、焙燒、冷卻等工序,焙燒窯生產(chǎn)的陽極焦具有強度高、真比重高,塊度大,低氣孔率,低灰份和硫含量,用其生產(chǎn)的炭素制品及電極容易石墨化,特別是電解鋁生產(chǎn)中的環(huán)保型,高效低耗的導電陽極材料。
文檔編號C25C3/12GK1349955SQ0114414
公開日2002年5月22日 申請日期2001年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月13日
發(fā)明者閻樹忠, 張學發(fā), 丁長福, 朱勛績, 朱憲榮, 石波, 于憲成 申請人:黑龍江黑化集團有限公司