一种低掉渣预焙阳极的制备方法及低掉渣预焙阳极与流程

本申请涉及铝电解领域，尤其涉及预焙阳极。

背景技术：

1、预焙阳极是铝电解槽的重要组成部分，其作用是将电流导入电解槽，并发生电化学反应而被逐渐消耗。预焙阳极被称为电解槽的“心脏”，对电解槽的稳定运行和技术经济指标有着重大的影响。

2、预焙阳极的生产，是以煅后石油焦和煤沥青为原料。通常将煅后石油焦进行破碎、筛分成不同粒级的颗粒料，并将其中部分的颗粒料引入磨粉机进行磨粉得到粉料，其后将不同粒级的颗粒料和粉料按设定的比例进行配料，在加入液体沥青作为粘结剂，经过混捏、成型、焙烧等生产工序，得到预焙阳极炭块。在预焙阳极炭块内部，可以看成两部分构成：颗粒料构成了预焙阳极的骨架，由粉料和沥青结焦形成的结合体称为粘结相，粘结相把颗粒料结合在一起形成预焙阳极的整体。粘结相中沥青结焦由于热处理程度较低，其抗氧化能力低，导致粘结相整体的抗氧化能力通常低于颗粒料，导致掉渣现象较多，即在电解槽的高温环境下粘结相更易与o2、co2反应而被过快消耗，使颗粒料裸露凸出，在电解质的冲刷下脱落，形成炭渣。电解槽上炭渣的增多，会影响电流效率，增加氟化盐、阳极的消耗，增加电耗，增加碳排放。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种低掉渣预焙阳极的制备方法及低掉渣预焙阳极，以解决现有的预焙阳极掉渣现象较多的技术问题。

2、第一方面，本申请实施例提供一种低掉渣预焙阳极的制备方法，所述低掉渣预焙阳极的制备方法包括如下步骤：

3、提供第一煅后石油焦、第二煅后石油焦和沥青；

4、以所述第一煅后石油焦为原料制备石油焦颗粒，以所述第二煅后石油焦为原料制备石油焦粉料；

5、将所述煅后石油焦颗粒、煅后石油焦粉料混合后，和沥青一起进行混捏、成型、焙烧，得到所述低掉渣预焙阳极，

6、其中，所述第一煅后石油焦中v、na、ca元素的含量高于第二煅后石油焦。

7、在本申请的一些实施例中，所述第一煅后石油焦中的v元素重量比为ckv，所述第二煅后石油焦中的v元素重量比为cfv，ckv和cfv满足如下关系：

8、50×10-6≤ckv–cfv≤100×10-6。

9、在本申请的一些实施例中，所述第一煅后石油焦中的na元素重量比为ckna，所述第二煅后石油焦中的na元素重量比为cfna，所述第一煅后石油焦中的ca元素重量比为ckca，所述第二煅后石油焦中的ca元素重量比为cfca，其中，ckna、ckca、cfna、cfca满足如下关系：

10、50×10-6≤(ckna+0.5×ckca)-(cfna+0.5×cfca)≤150×10-6。

11、在本申请的一些实施例中，所述将所述煅后石油焦颗粒、煅后石油焦粉料混合后，和沥青一起进行混捏、成型、焙烧中，煅后石油焦颗粒、煅后石油焦粉料、沥青的质量比为(60～68):(32～40):(15～20)。

12、在本申请的一些实施例中，所述第一煅后石油焦中，v、na、ca元素的质量比控制为：v：250～400×10-6，ca：200～400×10-6，na：250～400×10-6；所述第二煅后石油焦中，v、na、ca元素的质量比控制为：v：200～350×10-6，ca：150～250×10-6，na：200～350×10-6。

13、在本申请的一些实施例中，所述第一煅后石油焦和第二煅后石油焦均通过煅烧石油焦获得，其中煅烧温度为1200～1300℃。

14、在本申请的一些实施例中，所述混捏的温度为150～190℃。

15、在本申请的一些实施例中，所述焙烧的温度为1050～1200℃。

16、第二方面，本申请实施例提供一种低掉渣预焙阳极，通过第一方面任一实施例所述的低掉渣预焙阳极的制备方法制备得到。

17、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

18、本申请通过控制石油焦颗粒和石油焦粉料的原料的v、ca、na微量元素的含量，进而控制石油焦颗粒和石油焦粉料中v、ca、na微量元素的含量，使石油焦粉料中的v、ca、na微量元含量低于石油焦颗粒，可以提高粘结相抗o2、co2的反应能力，从而实现粘结相与石油焦颗粒抗氧化性能相近，减少阳极在电解槽上的掉渣。

技术特征：

1.一种低掉渣预焙阳极的制备方法，其特征在于，所述低掉渣预焙阳极的制备方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种低掉渣预焙阳极的制备方法，其特征在于，所述第一煅后石油焦中的v元素重量比为ckv，所述第二煅后石油焦中的v元素重量比为cfv，ckv和cfv满足如下关系：

3.根据权利要求2所述的一种低掉渣预焙阳极的制备方法，其特征在于，所述第一煅后石油焦中的na元素重量比为ckna，所述第二煅后石油焦中的na元素重量比为cfna，所述第一煅后石油焦中的ca元素重量比为ckca，所述第二煅后石油焦中的ca元素重量比为cfca，其中，ckna、ckca、cfna、cfca满足如下关系：

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种低掉渣预焙阳极的制备方法，其特征在于，所述将所述煅后石油焦颗粒、煅后石油焦粉料混合后，和沥青一起进行混捏、成型、焙烧中，煅后石油焦颗粒、煅后石油焦粉料、沥青的质量比为(60～68):(32～40):

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种低掉渣预焙阳极的制备方法，其特征在于，所述第一煅后石油焦中，v、na、ca元素的质量比控制为：v：250～400×10-6，ca：200～400×10-6，na：250～400×10-6；所述第二煅后石油焦中，v、na、ca元素的质量比控制为：v：200～350×10-6，ca：150～250×10-6，na：200～350×10-6。

6.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种低掉渣预焙阳极的制备方法，其特征在于，所述第一煅后石油焦和第二煅后石油焦均通过煅烧石油焦获得，其中煅烧温度为1200～1300℃。

7.根据权利要求1所述的一种低掉渣预焙阳极的制备方法，其特征在于，所述混捏的温度为150～190℃。

8.根据权利要求1所述的一种低掉渣预焙阳极的制备方法，其特征在于，所述焙烧的温度为1050～1200℃。

9.一种低掉渣预焙阳极，其特征在于，通过权利要求1-8中任意一项所述的低掉渣预焙阳极的制备方法制备得到。

技术总结
本申请涉及一种低掉渣预焙阳极的制备方法，包括如下步骤：提供第一煅后石油焦、第二煅后石油焦和沥青；以所述第一煅后石油焦为原料制备石油焦颗粒，以所述第二煅后石油焦为原料制备石油焦粉料；将所述煅后石油焦颗粒、煅后石油焦粉料混合后，和沥青一起进行混捏、成型、焙烧，得到所述低掉渣预焙阳极，其中，所述第一煅后石油焦中V、Na、Ca元素的含量高于第二煅后石油焦。本申请可减少预焙阳极在电解槽上的掉渣。

技术研发人员：罗英涛,苏自伟,胡聪聪,王玉杰,李豪
受保护的技术使用者：中国铝业股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11