[发明专利]利用废弃碳素原料制备高强度碳素材料的方法

说明书

本发明涉及碳素材料制备领域，尤其涉及一种利用废弃碳素原料制备高强度碳素材料的方法，包括以下步骤，刮取沥青焦磨粉除尘器上聚集的细粉、收集锂电池负极材料微粉、选取碳纤维，依次逐层向混捏锅内加入细粉、微粉和碳纤维，启动混捏锅混捏，关停混捏锅，向混捏锅内洒水至混捏锅内物料湿润，开启混捏锅混捏并加热，向混捏锅内加入粘结剂，升温，混捏，得到糊料，将糊料经过4次轧制，得到轧片，将轧片磨粉至粒径为D50 5‑8um，得到二次粉，将二次粉经过150‑180Mpa等静压成型，得到生坯，设置升温曲线，对生坯进行焙烧，然后进行石墨化，得到成品高强度碳素材料，能够有效的利用资源、制得的碳素产品性能高。

技术领域

本发明涉及碳素材料制备领域，尤其涉及一种利用废弃碳素原料制备高强度碳素材料的方法。

背景技术

在沥青焦加工过程中需要进行磨粉，磨粉机连接有除尘器，在磨粉的过程中进行除尘，除尘器上富集的细粉需要定时清理，此材料现大多公司都低价处理掉了，目前市场大概价格在1500元/吨左右，造成浪费。

锂电池负极材料要求十分严格，负极材料一般采用石油焦、针状焦、中间相碳微球，这些同属于低灰低硫材料，并且对石墨化要求也十分高。负极材料经过磨粉、包覆、石墨化、筛分等工序。在筛分工序分为三种粒度：如某厂家需要大于200目小于300目的粒径。石墨化负极材料在筛分过程中大于200目的材料还可重新磨粉使用，小于200目大于300目的材料，就是锂电池负极材料的产品，小于200目的材料属于微粉，因为粒度太细，不能制作锂电池负极材料，微粉通常会低价卖给做增碳剂的厂家，目前市场价1800元/吨左右，造成浪费。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种能够有效的利用资源、制得的碳素产品性能高的利用废弃碳素原料制备高强度碳素材料的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种利用废弃碳素原料制备高强度碳素材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，刮取沥青焦磨粉除尘器上聚集的细粉、收集锂电池负极材料微粉、选取碳纤维；

步骤二，依次逐层向混捏锅内加入步骤一得到的细粉、微粉和碳纤维，启动混捏锅混捏8-10min，关停混捏锅，向混捏锅内洒水至混捏锅内物料湿润，开启混捏锅混捏80-100min并加热至130-140℃；

步骤三，向步骤二中加热后的混捏锅内加入粘结剂，升温至160-170℃，混捏40-45min，得到糊料；

步骤四，将糊料经过4次轧制，得到轧片；

步骤五，将轧片磨粉至粒径为D50 5-8um，得到二次粉；

步骤六，将二次粉经过150-180Mpa等静压成型，得到生坯；

步骤七，设置升温曲线，升温上限为900℃，对生坯进行焙烧，然后进行石墨化，得到成品高强度碳素材料，

细粉、微粉、粘结剂三种物料之间的重量比为68:15:17，请说明碳纤维与细粉、微粉、粘结剂三种物料的总重量之比为。

进一步地，步骤一中细粉的粒径为D10 0.98um、D50 5.52um、D90 15.68um，细粉含灰分不高于0.35wt%、含硫不高于0.30wt%，微粉的粒径为D10 0.98um、D50 5.52um、D9015.68um，微粉含灰分不高于0.1 wt %、含硫不高于0.22 wt %，碳纤维含碳量高于95wt%。

进一步地，所述粘结剂为高温改制沥青。

进一步地，步骤四中4次轧制的厚度依次为3-3.2mm、1.8-2mm、1mm、0.8mm，其中轧制辊的温度为120-130℃。

进一步地，步骤七中的焙烧包括以下步骤：