[发明专利]一种用高硫焦制备预焙阳极的方法

说明书

技术领域

本发明涉及炭素阳极制备技术领域，尤其涉及一种用高硫焦制备预焙阳极的方法。

背景技术

预焙阳极作为电解铝的阳极材料，在铝电解槽中起导电和参与电化学反应的作用，预焙阳极的质量好坏对电解槽的稳定运行影响很大。

石油焦作为预焙阳极生产的主要原料，一般占阳极重量的65％左右，对预焙阳极的质量起决定作用。硫含量是评价石油焦等级的一个重要指标，硫含量＞3％的为高硫焦。

高硫焦的特点是结构疏松多孔，强度较低，容易破碎，堆积密度低。而且煅烧时由于硫分的大量析出，引起“晶胀”效应，导致石油焦体积膨胀，孔隙率增加，煅后焦结构更加疏松。低硫焦经1300℃煅烧后真密度在2.06-2.08g/cm³，堆积密度在0.76-0.84g/cm³。高硫焦在同样条件下煅烧后真密度在2.03-2.05g/cm³，堆积密度在0.72-0.80g/cm³。当混合焦的硫含量从1.5％增加到3％时，成型的生块体积密度从1.62-1.65g/cm³降低到1.60-1.63g/cm³，焙烧时产品裂纹率增加5-10％，预焙阳极比电阻从52-55μΩm升高到55-58μΩm。

而目前，国内生产石油焦的原油硫含量逐年上升，导致石油焦硫含量增加的趋势越来越明显，天津和金岭等地高硫焦硫含量已高达7％。因此在不影响阳极质量的前提下，合理利用高硫焦对预焙阳极生产企业的可持续发展有重大意义。

发明内容

本发明实施例提供了一种不影响阳极质量，用高硫焦制备预焙阳极的方法，有效解决了由于高硫焦孔隙率大、强度差特性引起的成型生块密度低，焙烧时产品容易裂纹，电阻率增大的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种用高硫焦制备预焙阳极的方法，将高硫焦单独煅烧后磨制成粉料，包括以下步骤：

A、在回转窑中用1250-1350℃单独煅烧含硫量为3-5％的高硫焦，存储在高硫焦专用煅后仓；

B、将煅后的高硫焦制成粉料；

C、将硫含量在3-5％的粉料按正常生产工序进行配料，原料中S/Ca的重量比为(36-62)∶1。

优选地，上述步骤B包括：

B1、将高硫焦中碎成粒度为20mm以下的颗粒；

B2、将颗粒经球磨机磨制成粒度小于200目占高硫焦重量比65-75％的粉料。

优选地，步骤C中：S/Ca的重量比为(40-50)∶1。

优选地，步骤C中：S/Na的重量比为(130-210)∶1。

优选地，步骤C中：S/Na的重量比为(150-200)∶1。

优选地，还包括将步骤C得到的所述原料进行混捏、成型、焙烧。与现有的技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、解决成型生块密度低的问题：首先用高温单独煅烧高硫焦，使C-S化学键断裂，重排焦炭结构；将疏松多孔的高硫焦磨成细粉，消除高硫焦孔隙率大的缺陷，避免了孔隙率较大的煅后高硫焦作为骨料而导致的阳极质量恶化；并能在混捏时与煤沥青充分混合，焙烧后形成硫分较高的粘结相，由于硫在煤沥青分子结构中能起到桥接作用，焙烧过程沥青的结焦值可以从55-60％提高到58-63％；使生块体积密度稳定在1.62-1.65g/cm³，焙烧合格率稳定在98％以上，预焙阳极电阻率稳定在52-55μΩm；

2、提高阳极抗氧化性能：a、石油焦中含有的Na、Ca、V等微量元素可提高焦炭的空气反应活性，降低阳极使用寿命，增加阳极掉渣掉块现象，而硫不参与C和O₂的反应，而是与金属杂质结合，结合成稳定的化合物，则可抑制住前述微量元素的活性；因此，在Na、Ca含量一定的前提下，高硫焦可降低预焙阳极的质量损失率，延长阳极使用周期；b、使用磨成粉的高硫焦，可以增加中间相的抗空气和CO₂反应能力，降低阳极被选择性氧化的程度，阳极CO₂反应残余率从76-82％增加到80-86％，空气反应残余率从64-70％增加到72-80％；

3、减少污染：高温单独煅烧高硫焦，使部分硫挥发排出，对烟气中的SO₂单独处理，避免其对余热热媒锅炉内的管道、脱硫除尘设备以及引风机叶片等的腐蚀作用。

具体实施方式