[发明专利]预焙阳极及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及电解领域，公开了预焙阳极及其制备方法和应用，该方法包括：将改性沥青和石油焦进行混捏，得到的产物进行焙烧，以得到预焙阳极；其中，所述改性沥青的喹啉不溶物值为15‑19；所述改性沥青和所述石油焦的重量比为1：8‑12。采用该方法制备得到的预焙阳极能够达到提高残极率(即残极率≥85wt％)与不降低其他参数的最佳平衡，其他参数不低于现有技术，适应性广。

技术领域

本发明涉及电解领域，具体涉及预焙阳极及其制备方法和应用。

背景技术

预焙阳极在预焙铝电解槽中作阳极材料。现有技术通常以石油焦、沥青焦为骨料，煤沥青为黏结剂制造而成。这种炭块已经过焙烧，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。用预焙阳极炭块作阳极的铝电解槽称预焙阳极电解槽，简称预焙槽，是一种现代化的大型铝电解槽。

现有技术中普遍使用煅后石油焦配合沥青制备预焙阳极，制备的预焙阳极可以达到如下性能：表观密度≥1.53g/cm³，真密度≥2.04g/cm³，耐压强度≥32MPa，残极率≥80wt％，室温电阻率≤55μΩ·m，热膨胀系数≤5×10^-6/K，灰分≤0.5wt％。

沥青焦和石油焦的反应活性不同会导致沥青焦相选择性氧化反应，降低沥青焦和石油焦链接结构的强度，这样导致沥青焦的表面积增大，有序组织结构较少，其与空气的反应活性高于石油焦与空气的反应活性，在预焙阳极高温电解时，优先氧化沥青焦，使粗大的石油焦炭凸于阳极表面，其中一部分达到一定程度后靠自身的质量掉落下来，形成炭渣，造成预焙阳极过量消耗。

因此，还需对预焙阳极的制备技术进行改进。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的预焙阳极容易被氧化，机械强度不足的技术的问题，提供预焙阳极及其制备方法和应用。

本发明的发明人通过实验发现，在电解时，预焙阳极需要保证其良好的抗氧化性能，并有着足够的机械强度，来稳定电解的正常进行，发明人通过选用喹啉不溶物值为15-19的改性沥青作为原料，并将改性沥青和石油焦进行混捏，得到的产物进行焙烧，得到的预焙阳极能够达到提高残极率与不降低其他参数的最佳平衡。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种制备预焙阳极的方法，该方法包括：

将改性沥青和石油焦进行混捏，得到的产物进行焙烧，以得到预焙阳极；

其中，所述改性沥青的喹啉不溶物值为15-19；所述改性沥青和所述石油焦的重量比为1：8-12。

本发明第二方面提供采用上述方法制备得到的预焙阳极。

本发明第三方面提供上述预焙阳极在电解铝中的应用。

本发明提供的制备预焙阳极的方法，该方法选用喹啉不溶物值为15-19的改性沥青和石油焦作为原料，其中，控制所述改性沥青和所述石油焦的重量比为1：8-12，并将改性沥青和石油焦进行混捏，得到的产物进行焙烧，得到的预焙阳极能够达到提高残极率(即，残极率≥85wt％)与不降低其他参数的最佳平衡，其他参数不低于现有技术，适应性广。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明一方面提供一种制备预焙阳极的方法，该方法包括：

将改性沥青和石油焦进行混捏，得到的产物进行焙烧，以得到预焙阳极；

其中，所述改性沥青的喹啉不溶物值为15-19；所述改性沥青和所述石油焦的重量比为1：8-12。