[发明专利]一种石油焦粉焦聚团材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油焦材料及其制备方法，具体涉及铝用炭素阳极生产过程中石油焦粉焦聚团成型制备工艺方法，属于工程材料技术领域。

背景技术

目前，国内铝用炭素原料石油焦中粉焦含量呈递增趋势，给铝用炭素阳极生产及质量性能等方面带来了不利影响，严重增加了炭素的过渡消耗和电解铝的能耗。粉焦只能在物料表面，无法沉积到物料底部，煅烧不充分，粉焦杂质及挥发份不能及时充分排除，使粉焦的电学性能及其密度较低。物料表面的粉焦容易直接燃烧，或者被回转窑一次风、二次风带入窑尾，造成了原料的浪费，环境的污染。粉焦含量过高及其密度较低严重影响了预焙阳极的密度，而密度较低的预焙阳极则容易被空气、二氧化碳氧化，从而造成炭素的过量消耗。粉焦含量过高及其电导率较低严重影响了预焙阳极的导电性，这会直接增加电解铝的能耗，增加了电解铝的成本。

针对目前国内石油焦粉焦含量居高不下的情况，迫切需要国内阳极生产厂家采取措施，改变这种情况。但是石油焦是炼油厂的副产品，其价值在炼油化工产品中所占比例很少，炼油厂从自身经济效益出发，会最大限度地挖掘炼油产品的高收益，无暇顾及石油焦用户的需要，因此含低质量的焦粉焦泥会越来越多，这对石油焦需求量最大的预焙阳极产品及铝工业技术进步危害十分深远。

发明内容

为解决铝行业中石油焦粉焦含量过高，影响预焙阳极密度的问题，本发明提供一种石油焦粉焦聚团材料及其制备方法，以实现最终获得高密度、高电导的预焙阳极，达到节能减排降耗的目的。

本发明通过下列技术方案实现：一种石油焦粉焦聚团材料，由下列质量百分比的组分组成：

石油焦粉焦              88～94%

粘结剂                  6～12%。

本发明的另一目的在于提供一种石油焦粉焦聚团材料的制备方法，经过下列各步骤：

（1）将石油焦粉焦进行筛分，分为粒度为3～6mm和小于3mm两种粒级；再按3～6mm的石油焦粉焦︰小于3mm的石油焦粉焦=0︰1～3︰7的质量比混合；

（2）将粘结剂进行预处理；

（3）将步骤（2）所得粘结剂和步骤（1）所得石油焦粉焦按下列质量百分比进行混合：

石油焦粉焦              88～94%

粘结剂                 6～12%；

（4）在温度为25～160℃、压力为60～188MPa下压制成型，并保压5～60s，干燥后即得到石油焦粉焦聚团材料。

所述粘结剂为液态粘结剂或煤沥青粘结剂。

所述液态粘结剂为乳化沥青和/或腐植酸钠。

所述液态粘结剂的预处理是向液态粘结剂中加入水溶解，制成质量浓度为20～30%的液态粘结剂溶液。

所述煤沥青粘结剂的预处理是将煤沥青粘结剂在40～100℃下加热20～40min，使其处于熔融状态。

本发明提供一种石油焦粉焦聚团材料的性能由下列性能指标表征：

1、体积密度d，即压片质量和体积的比值。计算公式为：

d=m∕v                                   （1）

式（1）中，d—体积密度，g/cm³

M—样品质量，g

V—样品体积，cm³

2、抛落强度R，即将压好的片抛至3m高处，让其自由下落，取大于5mm的块状并称取质量，求出大于5mm的块的质量所占压片质量的百分比。计算公式为：

R=m_后∕m×100%                          （2）

式（2）中，R—抛落强度，%

m_后—抛落后粒度大于5mm粉焦团的质量，g

m—粉焦聚团成型原样品质量，g

通过计算本发明石油焦粉焦聚团材料的体积密度和抛落强度，从而说明石油焦粉焦粒度增加，在煅烧过程中，粉焦能够充分煅烧，降低了石油焦粉焦含量。