[发明专利]一步法制备核壳结构预焙阳极碳块的工艺

说明书

本发明属于电解槽阳极材料技术领域，具体涉及一种一步法制备核壳结构预焙阳极碳块的工艺。本发明的工艺，包括以下的步骤：(1)制备核层材料：称取煅后石油焦，加入搅拌釜内，升温，加入沥青粘合剂，混合搅拌；(2)制备壳层材料：称取高性能煅后石油焦或其他高性能粉料，加到搅拌釜中，升温，加入粘合剂，混合搅拌；(3)一次成型：同时将(1)中制备的核层材料和(2)中制备的壳层材料加入到成型机内，成型后出料焙烧，得到预焙阳极碳块成品。本发明所提供的一步法制备具有复杂结构的核壳碳块的制备方法，能够极大的提升现有预焙阳极碳块的产品性能，降低制造成本，实现电解铝用碳阳极产品的升级换代。

技术领域

本发明属于电解槽阳极材料技术领域，具体涉及一种一步法制备核壳结构预焙阳极碳块的工艺。

背景技术

传统的预焙阳极碳块以煅后石油焦和煤沥青两种材料为主，随着石油资源的持续开采，作为炼油厂废料的石油焦的品质呈下降趋势，表现为高硫焦的占比增大，低硫焦的占比减少，同时，一些金属钒含量较高的石油焦增多，这些低品质石油焦进入阳极碳素制造企业，影响了碳块的产品质量，表现为碳块的空气反应性变差，二氧化碳反应性变差，电解铝时的碳块净耗增大，碳阳极的使用寿命变短。

碳素公司一般采取两种解决办法保证碳块的使用寿命，一是通过高硫焦、低硫焦的混合，高钒焦、低钒焦的混合来保证硫或钒等微量元素达标；

另一种方法是在碳块表面施加外保护层，隔绝反应性气体对内部的侵蚀。两种方法都存在较大缺陷，混合法使用较多的低硫、低钒石油焦，增加了制造成本，外保护层法不仅增加了一道制造工序，造成成本增加，而且外保护层法制备的外保护层和碳块整体很难牢固粘和，易脱落，使外保护层失效。

因此需要针对上述方法的缺陷进行改进，发明一种能从根本上消除外保护层存在的脱落失效问题，并且制造成本远远低于石油焦的混合法。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种一步法具有核壳结构预焙阳极碳块制备工艺，从根本上消除外保护层存在的脱落失效问题，并且其制造成本远远低于石油焦。

本发明的一步法具有核壳结构预焙阳极碳块制备工艺是通过下述的技术方案来解决以上的技术问题的：

一步法制备核壳结构预焙阳极碳块的工艺，包括以下的步骤：

(1)制备核层材料：称取煅后石油焦，加入搅拌釜内，升温，加入沥青粘合剂，混合搅拌；

(2)制备壳层材料：称取高性能煅后石油焦或其他高性能粉料，加到搅拌釜中，升温，加入粘合剂，混合搅拌；

(3)一次成型：同时将(1)中制备的核层材料和(2)中制备的壳层材料加入到成型机内，成型后出料焙烧，得到预焙阳极碳块成品。

优选的，(1)中，所采用的煅后石油焦为硫含量大于2％的高硫焦，或金属钒含量大于200ppm的高钒焦；

(1)中，煅后石油焦为不同粒径的石油焦，其中，粗料粒径8-12mm，中料粒径4-8mm，细料粒径1-4mm；

(1)中，升温至120～190℃，混合时间为10～60min；

(2)中，高性能煅后石油焦为硫含量小于或等于2％的低硫煅后石油焦，或金属钒含量小于或等于200ppm的低钒煅后石油焦；

高性能粉料包括天然石墨粉、人造石墨粉、气相氧化铝、工业级氧化铝的至少一种。

粘合剂包括煤沥青、石油沥青、酚醛树脂中的至少一种。

(2)中，升温至120～180℃，混合时间为10～60min。