[发明专利]一种加密阳极炭块用浸渍剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种加密阳极炭块用浸渍剂的制备方法，包括以下步骤：A)将煤沥青与溶剂在80～135℃下混合，得到煤沥青溶液；所述溶剂包括洗油和煤油；B)将所述煤沥青溶液进行离心分离，得到的上层液体进行减压蒸馏；C)将所述减压蒸馏后的产物与纳米碳粉混合，得到加密阳极炭块用浸渍剂。本发明制备的加密阳极炭块用浸渍剂沥青的QI值较低，使得在浸渍过程中，浸渍剂具有优异的流动性和渗透率，强化了浸渍剂的浸入效果，在浸渍焙烧工艺后，阳极的孔隙率得到有效降低。同时，得到的加密阳极炭块用浸渍剂的结焦能力值高，实现了对阳极炭块的加固和填充，有效提高了阳极炭块焙烧后的导电性能和机械强度。

技术领域

本发明涉及有色冶金技术领域，尤其涉及一种加密阳极炭块用浸渍剂及其制备方法。

背景技术

阳极炭块(anode carbon block)是指以石油焦、沥青焦为骨料，煤沥青为黏结剂生产的炭块，用作预焙铝电解槽的阳极材料。这种炭块经过焙烧，具有稳定的几何形状，所以也称预焙阳极炭块、习惯上又称为铝电解用炭阳极。

石油焦或沥青焦的宏观结构为蜂窝状或纤维状，表面及内部存在许多大小不等且分布不均匀的孔隙。黏结剂煤沥青在焙烧过程中，由于自身分解、缩聚、炭化形成沥青焦的过程中也会形成许多大小不等的孔隙，这些孔隙的存在，影响预焙阳极自身的物理、化学性能，使得预焙阳极的机械强度、弹性模量、热导率、导电率等均受到影响。孔隙率较大的预焙阳极在一定温度下氧化速度较快，耐腐蚀性能降低，气体或液体更容易渗透，得到的预焙阳极的性能较差。

浸渍是在一定温度和压力下使液态浸渍剂(如沥青、树脂、低熔点金属等)浸入炭材料气孔中的工艺过程。其目的是提高炭材料的密度，使多孔炭质材料致密化，降低气孔率和渗透率，增加炭材料的机械强度，改善导电、导热性能。同时，浸渍还对炭材料内部的裂纹和气孔等缺陷具有“修补”作用，可提高炭材料的强度。

申请号为201710471029.1的中国专利提出了一种加密阳极炭块的制作方法及其采用的设备，其中所采用的浸渍剂为煤沥青、煤焦油以及树脂中的至少一种；或者是，为碳粉与煤沥青、煤焦油以及树脂中的至少一种进行混合形成的混合物。然而，上述浸渍剂的浸渍效果较差，采用这种浸渍剂制备得到的加密阳极炭块的孔隙率较高，导电性能和机械强度均有待于提高。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种加密阳极炭块用浸渍剂及其制备方法，本发明制备得到的浸渍剂的浸渍效果较优，采用这种浸渍剂制备得到的加密阳极炭块的孔隙率较低，导电性能和机械强度均较高。

本发明提供了一种加密阳极炭块用浸渍剂的制备方法，包括以下步骤：

A)将煤沥青与溶剂在80～135℃下混合，得到煤沥青溶液；所述溶剂包括洗油和煤油；

B)将所述煤沥青溶液进行离心分离，得到的上层液体进行减压蒸馏；

C)将所述减压蒸馏后的产物与纳米碳粉混合，得到加密阳极炭块用浸渍剂。

优选的，步骤A)中，所述溶剂与煤沥青的质量比为15～18：10。

优选的，步骤A)中，所述洗油和煤油的质量比为8～16：10。

优选的，步骤A)中，所述混合为搅拌混合，所述搅拌混合的时间为30～60min。

优选的，步骤B)中，所述离心分离的转速为2000～2100r/min，所述离心分离的时间为4～6min。

优选的，步骤B)中，所述减压蒸馏的温度为160℃～220℃，所述减压蒸馏的时间为30～60min。

优选的，步骤B)中，所述减压蒸馏的压力为0.004～0.1MPa。

优选的，步骤C)中，所述纳米碳粉的平均粒径为0.02～1.5μm。