[发明专利]一种环保型铝用冷捣糊及其制备方法

说明书

本发明涉及一种环保型铝用冷捣糊及其制备方法，属于导电技术领域。本发明使用松脂、酚醛树脂代替煤沥青作为粘结剂，利用树脂类黏结剂，在炭化过程中内部结构基团发生复杂的裂解、环化和重排反应，形成紧密又牢固的多环苯稠结构，在焙烧过程中能够有效地渗透至骨料颗粒间，导致其焦化产物与骨料颗粒形成良好的固态结合，层片间距较小，呈紧密堆叠，有效地提高了试样结构的致密程度；本发明通过提高糊料焙烧结焦值和致密化程度来制备类耐火砖成分的糊料，从而改善糊料抗渗透性能和耐侵蚀性能，可以降低糊料电阻率和提高糊料膨胀性，有效减少裂纹，避免了漏炉的风险，可有效延长铝电解槽寿命。

技术领域

本发明涉及一种环保型铝用冷捣糊及其制备方法，属于导电技术领域。

背景技术

随着现代铝电解技术的发展，铝用阴极多采用高石墨质或半石墨质炭块，因此捣打料已成为制约电解槽寿命的关键因素。传统的铝用糊料则以热捣糊为主，而热捣糊在施工及槽子启动过程中会释放出大量有毒致癌的气体，严重影响工人的身体健康和环境保护，且由于捣固温度不当，易使糊料分层，影响糊料的质量。而冷捣糊则室温下即可施工，施工易于操作，质量也有保障，且施工过程无有害气体的逸出，对环境和工人都友好。因此，国内一些学者对冷捣糊做了相关的研究，而国内学者的研究多以煤沥青、煤焦油、蒽油为主要黏结剂制备冷捣糊。但以煤沥青为主要黏结剂制备的冷捣糊，捣固的电解槽在启动过程中也会散发出有毒致癌的沥青烟气体，对工人身体健康及环境都有危害。且由于煤沥青的软化点较高，作为冷捣糊的黏结剂需添加大量的稀释剂，大量添加稀释剂则会影响煤沥青的结焦值，使得合成的糊料疏松多孔，影响糊料的使用。

铝电解槽的阴极是由炭素内衬、阴极导电棒、耐火材料和保温材料等组成，电解时真正的阴极为铝液。其中炭素内衬通常由阴极炭块和阴极捣固糊简称捣固糊组成，阴极与阴极炭块同为铝电解槽的砌筑材料，直接与高温铝液和电解质接触，所以要求它与阴极炭块有相同或相似的性质，如灰分含量低，有良好的导电、导热性能，能够耐铝液和电解质浸烛，烧结特性好等，这样有利于提高铅电解槽的整体性能，延长槽子寿命。随着铝工业的发展和进步，特别是石墨质阴极炭块的使用，制约铝电解槽寿命的关键材料已由阴极炭块逐渐地向炭块间的捣固糊转变。揭固糊按捣固温度高低分为热揭糊、温捣糊和冷捣糊。热捣糊和温捣糊施工温度较高，揭固施工时散发出有害物质不仅对环境造成污染，而且对施工人员的身体也会造成一定的伤害，操作环境恶劣，且捣固的糊料易分层，局部出现缺陷的可能性很大，影响电解槽的使用寿命，而冷捣糊则不存在上述情况。

因此，研究和开发在四季室温下使用而无需加热的环保型冷捣糊必将对铝工业的环保和节能方面产生重要影响，对于提高铝工业的科技创新具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前现有冷捣糊常用煤沥青，煤沥青的软化点较高，作为冷捣糊的黏结剂需添加大量的稀释剂，大量添加稀释剂则会影响煤沥青的结焦值，使得合成的糊料疏松多孔，影响糊料的使用，而且传统的铝用糊料在施工及槽子启动过程中会释放出大量有毒致癌的气体的问题，提供了一种环保型铝用冷捣糊及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种环保型铝用冷捣糊，所述冷捣糊包括下述重量份原料：

400~500份骨料，150~250份石墨，50~100份松脂，50~100份酚醛树脂，50~150份红柱石。

所述骨料由以下物料按重量百分比混捏而成：50~60%电煅煤，30~40%沥青焦，20~30%花生壳碎料。

所述电煅煤粒径分布为0~5mm，所述沥青焦粒径分布为0~4mm，所述花生壳碎料径分布为0~4mm。

所述酚醛树脂为固含量为70~80%的热塑性酚醛树脂。

所述红柱石粒径分布为0.5~1.0mm。

一种环保型铝用冷捣糊的制备方法，具体步骤为：