一种电解铝用炭阳极焙烧工艺.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115386916A(43)申请公布日2022.11.25(21)申请号202210710185.X(22)申请日2022.06.22(71)申请人湖南第一师范学院地址410205湖南省长沙市岳麓区枫林三路1015号(72)发明人毛秋云(74)专利代理机构北京清控智云知识产权代理事务所(特殊普通合伙)11919专利代理师马肃林淡如(51)Int.Cl.C25C3/12(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种电解铝用炭阳极焙烧工艺(57)摘要本发明公开了一种电解铝用炭阳极焙烧工艺，包括下述步骤：将煅后焦和煤沥青按合适比例配料后置于混捏机进行混捏制得糊料，利用振动成型机将糊料压块成型制得生坯，将生坯置于微波炉膛内，利用填充料填满炉膛空隙后进行两段微波变频焙烧，待焙烧制品冷却至50℃取出样品冷却至室温，清除制品表面填充料后得到电解铝用炭阳极。本发明利用微波加热代替传统加热方式，降低了焙烧温度并缩短了焙烧时间，节省了传统工艺中所需消耗的不可再生资源，降低了生产成本。本发所制备的铝用炭阳极各方面性质都优于市售铝用炭阳极。CN115386916ACN115386916A权利要求书1/1页1.一种电解铝用炭阳极焙烧工艺，其特征在于，包括下述步骤：S1、将煅后焦和煤沥青按合适比例配料后置于混捏机进行混捏制得糊料，利用振动成型机将糊料压块成型制得生坯，将生坯置于微波炉膛内，利用填充料填满炉膛空隙后进行两段微波变频焙烧，待焙烧制品冷却至50℃取出样品冷却至室温，清除制品表面填充料后得到电解铝用炭阳极。2.根据权利要求1所述的电解铝用炭阳极焙烧工艺，其特征在于，所述煅后焦的质量占比为84‑86wt.％，颗粒粒径分布为：粒径为6‑12mm的颗粒占颗粒总质量的14‑19％，粒径为3‑6mm的颗粒占8‑10％，粒径为0.074‑3mm的颗粒占45‑55％，粒径为‑0.074mm的颗粒占22‑24％。3.根据权利要求1所述的电解铝用炭阳极焙烧工艺，其特征在于，所述煤沥青的质量占比为14‑16wt.％。4.根据权利要求1所述的电解铝用炭阳极焙烧工艺，其特征在于，所述混捏温度为170‑180℃，时间为30‑60min。5.根据权利要求1所述的电解铝用炭阳极焙烧工艺，其特征在于，所述填充料为石英砂、冶金焦、活性炭、炭黑的其中一种。6.根据权利要求1所述的电解铝用炭阳极焙烧工艺，其特征在于，所述S1中第一段焙烧的微波频率为2400‑2500MHz，焙烧温度为450‑650℃，焙烧时间为2‑4h。7.根据权利要求1所述的电解铝用炭阳极焙烧工艺，其特征在于，所述S1中第二段焙烧的微波频率为865‑965MHz，焙烧温度为800‑1000℃，焙烧时间为8‑10h。2CN115386916A说明书1/5页一种电解铝用炭阳极焙烧工艺技术领域[0001]本发明涉及炭素产品制备和铝电解生产技术领域，尤其涉及一种电解铝用炭阳极焙烧工艺，具体地说是一种利用微波焙烧，制备电解铝用炭阳极的工艺。背景技术[0002]炭阳极是铝电解槽的重要组成部分，炭阳极的质量直接影响铝行业的正常生产及各项生产技术指标。炭阳极是以炭素骨料(煅后焦及残极)和粘结剂(煤沥青)为原料，经混捏、成型、与焙烧等工序制得。炭阳极的焙烧是指将压型后的炭块(生坯)在隔离空气的条件下，按一定的升温速度进行热处理，使煤沥青转变为焦炭。焙烧是影响炭阳极物理化学性能的一道关键热处理工序，焙烧过程中，煤沥青进行分解、环化、芳构化和缩聚等反应，制品的体积密度、真密度、气孔率、机械强度和导电性等物理性质也发生变化。目前炭阳极生产中，由于设备到生坯的传热过程和煤沥青的结焦反应，焙烧工序需要设置复杂的升温过程，最高焙烧温度在1200℃左右，焙烧周期在20h以上，而且普遍存在由于受热不均匀造成的产品裂纹、弯曲和变形等问题。传统焙烧工艺需要消耗大量不可再生能源，加热方法为热辐射或热传导，其热量利用效率仅在20％左右，而且受热不均会引起焙烧废品率的增加。在炭素生产中亟待开发一种高效清洁的电解铝用炭阳极焙烧工艺。[0003]微波是指频率在300MHz‑300GHz之间的电磁波。微波有着波长短、频率高和穿透性强等特点。微波加热的主要原理为利用极性分子在电磁场中的转动，将微波能量转换并产生热量。当微波作用于介质时能深入介质内部，从而使得微波对物料的加热在内部和外部同时进行，这正是微波加热相较于传统加热方式的重大优势。目前微波加热技术在食品干燥、矿物冶金、能源化工及材料制备等方面都得到了不同程度的应用。利用微波加热技术开辟炭阳极焙烧的新工艺，可以打破目前炭阳极焙烧工序耗能大、成本高的困境。[0004]为了解决本领域普遍存在的以上问题，作出了本发明。[0005]