专利名称：一种石油焦粉焦聚团材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种石油焦材料及其制备方法，具体涉及铝用炭素阳极生产过程中石油焦粉焦聚团成型制备工艺方法，属于工程材料技术领域。
背景技术：
目前，国内铝用炭素原料石油焦中粉焦含量呈递增趋势，给铝用炭素阳极生产及质量性能等方面带来了不利影响，严重增加了炭素的过渡消耗和电解铝的能耗。粉焦只能在物料表面，无法沉积到物料底部，煅烧不充分，粉焦杂质及挥发份不能及时充分排除，使粉焦的电学性能及其密度较低。物料表面的粉焦容易直接燃烧，或者被回转窑一次风、二次风带入窑尾，造成了原料的浪费，环境的污染。粉焦含量过高及其密度较低严重影响了预焙阳极的密度，而密度较低的预焙阳极则容易被空气、二氧化碳氧化，从而造成炭素的过量消耗。粉焦含量过高及其电导率较低严重影响了预焙阳极的导电性，这会直接增加电解铝的能耗，增加了电解铝的成本。针对目前国内石油焦粉焦含量居高不下的情况，迫切需要国内阳极生产厂家采取措施，改变这种情况。但是石油焦是炼油厂的副产品，其价值在炼油化工产品中所占比例很少，炼油厂从自身经济效益出发，会最大限度地挖掘炼油产品的高收益，无暇顾及石油焦用户的需要，因此含低质量的焦粉焦泥会越来越多，这对石油焦需求量最大的预焙阳极产品及铝工业技术进步危害十分深远。
发明内容
为解决铝行业中石油焦粉焦含量过高，影响预焙阳极密度的问题，本发明提供一种石油焦粉焦聚团材料及其制备方法，以实现最终获得高密度、高电导的预焙阳极，达到节能减排降耗的目的。本发明通过下列技术方案实现一种石油焦粉焦聚团材料，由下列质量百分比的组分组成
石油焦粉焦88 94%
粘结剂6 12%。本发明的另一目的在于提供一种石油焦粉焦聚团材料的制备方法，经过下列各步骤
(1)将石油焦粉焦进行筛分，分为粒度为3 6mm和小于3mm两种粒级；再按3 6mm 的石油焦粉焦小于3mm的石油焦粉焦=0 1 3 7的质量比混合；
(2)将粘结剂进行预处理；
(3)将步骤(2)所得粘结剂和步骤(1)所得石油焦粉焦按下列质量百分比进行混合 石油焦粉焦88 94%
粘结剂6 12% ；
(4)在温度为25 160°C、压力为60 188MPa下压制成型，并保压5 60s，干燥后即得到石油焦粉焦聚团材料。所述粘结剂为液态粘结剂或煤浙青粘结剂。所述液态粘结剂为乳化浙青和/或腐植酸钠。所述液态粘结剂的预处理是向液态粘结剂中加入水溶解，制成质量浓度为20 30%的液态粘结剂溶液。所述煤浙青粘结剂的预处理是将煤浙青粘结剂在40 100°C下加热20 40min， 使其处于熔融状态。本发明提供一种石油焦粉焦聚团材料的性能由下列性能指标表征
1、体积密度d，即压片质量和体积的比值。计算公式为 d=m / ν(1) 式(1)中，d—体积密度，g/cm3
M—样品质量，g V—样品体积，cm3
2、抛落强度R，即将压好的片抛至: 高处，让其自由下落，取大于5mm的块状并称取质量，求出大于5mm的块的质量所占压片质量的百分比。计算公式为
R=m后/mX100%(2)
式(2)中，R—抛落强度，％ Hijs—抛落后粒度大于5mm粉焦团的质量，g m—粉焦聚团成型原样品质量，g
通过计算本发明石油焦粉焦聚团材料的体积密度和抛落强度，从而说明石油焦粉焦粒度增加，在煅烧过程中，粉焦能够充分煅烧，降低了石油焦粉焦含量。本发明具有下列优点和效果采用上述方法，是通过加入一定比例的粘结剂使粉焦聚团成型，增加粉焦的粒度，所得成型的粉焦具有很好的体积密度和抛落强度(体积密度可达1. 19 1. 25g/cm3，抛落强度可达到72. 87 84. 83%)，从而使得在石油焦煅烧的过程中，粉焦充分煅烧，及时排除有害杂质及挥发份，得到粒度较大、密度较高、电导较好的粉焦团，最终获得高密度、高电导的预焙阳极以达到节能减排降耗的目的，这将给电解铝企业带来巨大的效益。
具体实施例方式下面将结合实施例进一步阐明本发明的内容，但这些实例并不限制本发明的保护范围。实施例1
(1)将石油焦粉焦进行筛分，分为粒度为3 6mm和小于3mm两种粒级；再按3 6mm 的石油焦粉焦小于3mm的石油焦粉焦=0 1的质量比混合；
(2)将煤浙青粘结剂在80°C下加热20min，使其处于熔融状态；
(3)将步骤(2)所得粘结剂和步骤(1)所得石油焦粉焦按下列质量百分比进行混合 石油焦粉焦94%
粘结剂6% ；
(4)在温度为50°C、压力为62MI^下压制成型，并保压20s，干燥后即得到石油焦粉焦聚团材料，其体积密度为1. 17g/cm3，抛落强度为72. 87%。实施例2
(1)将石油焦粉焦进行筛分，分为粒度为3 6mm和小于3mm两种粒级；再按3 6mm 的石油焦粉焦小于3mm的石油焦粉焦=2 8的质量比混合；
(2)向乳化浙青粘结剂中加入水溶解，制成质量浓度为20%的液态粘结剂溶液；
(3)将步骤(2)所得粘结剂和步骤(1)所得石油焦粉焦按下列质量百分比进行混合 石油焦粉焦92%
粘结剂8% ；
(4)在温度为160°C、压力为1 下压制成型，并保压40s，干燥后即得到石油焦粉焦聚团材料，其体积密度为1. 20g/cm3，抛落强度为73. 14%。实施例3
(1)将石油焦粉焦进行筛分，分为粒度为3 6mm和小于3mm两种粒级；再按3 6mm 的石油焦粉焦小于3mm的石油焦粉焦=3 7的质量比混合；
(2)向腐植酸钠粘结剂中加入水溶解，制成质量浓度为26%的液态粘结剂溶液；
(3)将步骤(2)所得粘结剂和步骤(1)所得石油焦粉焦按下列质量百分比进行混合 石油焦粉焦90%
粘结剂10% ；
(4)在温度为25°C、压力为188MI^下压制成型，并保压60s，干燥后即得到石油焦粉焦聚团材料，其体积密度为1. 22g/cm3，抛落强度为84. 83%。实施例4
(1)将石油焦粉焦进行筛分，分为粒度为3 6mm和小于3mm两种粒级；再按3 6mm 的石油焦粉焦小于3mm的石油焦粉焦=1 7的质量比混合；
(2)向乳化浙青和腐植酸钠粘结剂中加入水溶解，制成质量浓度为30%的液态粘结剂溶液；
(3)将步骤(2)所得粘结剂和步骤(1)所得石油焦粉焦按下列质量百分比进行混合 石油焦粉焦88%
粘结剂1 ；
(4)在温度为125°C、压力为60MPa下压制成型，并保压50s，干燥后即得到石油焦粉焦聚团材料。实施例5
(1)将石油焦粉焦进行筛分，分为粒度为3 6mm和小于3mm两种粒级；再按3 6mm 的石油焦粉焦小于3mm的石油焦粉焦=2 5的质量比混合；
(2)将煤浙青粘结剂在40°C下加热30min，使其处于熔融状态；
(3)将步骤(2)所得粘结剂和步骤(1)所得石油焦粉焦按下列质量百分比进行混合 石油焦粉焦93%
粘结剂7% ；
(4)在温度为100°C、压力为160MPa下压制成型，并保压5s，干燥后即得到石油焦粉焦聚团材料。实施例6(1)将石油焦粉焦进行筛分，分为粒度为3 6mm和小于3mm两种粒级；再按3 6mm 的石油焦粉焦小于3mm的石油焦粉焦=3 7的质量比混合；
(2)将煤浙青粘结剂在10(TC下加热40min，使其处于熔融状态；
(3)将步骤(2)所得粘结剂和步骤(1)所得石油焦粉焦按下列质量百分比进行混合 石油焦粉焦89%
粘结剂11%;
(4)在温度为120°C、压力为90MPa下压制成型，并保压30s，干燥后即得到石油焦粉焦聚团材料。
权利要求
1.一种石油焦粉焦聚团材料，其特征在于由下列质量百分比的组分组成石油焦粉焦88 94%粘结剂6 12%。
2.一种石油焦粉焦聚团材料的制备方法，其特征在于经过下列各步骤(1)将石油焦粉焦进行筛分，分为粒度为3 6mm和小于3mm两种粒级；再按3 6mm 的石油焦粉焦小于3mm的石油焦粉焦=0 1 3 7的质量比混合；(2)将粘结剂进行预处理；(3)将步骤(2)所得粘结剂和步骤(1)所得石油焦粉焦按下列质量百分比进行混合石油焦粉焦88 94%粘结剂6 12% ；(4)在温度为25 160°C、压力为60 188MPa下压制成型，并保压5 60s，干燥后即得到石油焦粉焦聚团材料。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述粘结剂为液态粘结剂或煤浙青粘结剂。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述液态粘结剂为乳化浙青和/或腐植酸钠。
5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于所述液态粘结剂的预处理是向液态粘结剂中加入水溶解，制成质量浓度为20 30%的液态粘结剂溶液。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述煤浙青粘结剂的预处理是将煤浙青粘结剂在40 100°C下加热20 40min，使其处于熔融状态。
全文摘要
本发明提供一种石油焦粉焦聚团材料及其制备方法，通过将石油焦粉焦筛分，再与粘结剂混合，然后进行粉焦成型，即得到由质量百分比为石油焦粉焦88～94%、粘结剂6～12%组成的石油焦粉焦聚团材料。本方法所得成型的粉焦具有很好的体积密度和抛落强度，从而使得在石油焦煅烧的过程中，粉焦充分煅烧，及时排除有害杂质及挥发份，得到粒度较大、密度较高、电导较好的粉焦团，最终获得高密度、高电导的预焙阳极以达到节能减排降耗的目的，这将给电解铝企业带来巨大的效益。
文档编号C01B31/00GK102491306SQ20111038026
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月25日 优先权日2011年11月25日
发明者严继康, 周林, 周永全, 张家敏, 易健宏, 杜景红, 甘国友, 袁君, 贾瑞娇, 邱哲生 申请人:昆明理工大学