专利名称：：一种高碳石墨颗粒的制备方法
技术领域：
：本发明属于石墨制品的制备方法，尤其是一种利用石墨细粉制备高碳素含量制品的方法。在生产石墨电极及其它石墨制品加工过程中产生和留下的细粉，尤其是收尘粉，不经过再电化生产出合格的颗粒石墨制品的难度很大。采用高碳制品的生产方法和粘结剂也不能达到目的；如采用煤沥青作粘结剂，粘结性能好，残碳高，产品的抗压强度高，但因煤沥青含硫量高(1-1.5％)而实用性差；用环氧树脂类作粘结剂价格昂贵，且不能用于工业生产；用水剂配合高压(200Kg/cm2以上才能成型)成型方法，其设备投资大，最后产品的抗压强度低；采用浓酸化学处理的方法，需耗用大量浓硫酸，成本高，污染大。本发明的目的是提供一种粘结性能好、抗压强度高、成本较低、无污染的高碳颗粒石墨的制备方法。本发明的另一目的是提供一种专用于上述方法的成型设备。本发明的目的是这样实现的一种高碳颗粒石墨的制备方法，依次包括高碳颗粒石墨的配料混合工序、搅拌捏合工序、成型工序、焙烧工序、冷却筛分工序，其特征在于所说的高碳颗粒石墨的配料混合工序是将粒度不大于0.5毫米的石墨细粉中加入晶体蔗糖作为粘结剂，加入水作为添加剂，配比(质量)为石墨粉65％-85％，粘结剂15％-35％，添加剂为石墨粉与粘结剂的5％-25％；搅拌捏合工序中，常压下搅拌捏合温度为120℃-160℃，时间40±5分钟；成型工序中，常压下成型加热温度为100℃-150℃；焙烧工序中焙烧温度为650℃-1050℃。配料混合处理工序中最佳比例为石墨粉70％，蔗糖30％，水与石墨粉和蔗糖的比例为10∶90，搅拌捏合工序的最佳温度为120±10℃。成型工序的最佳温度为120±10℃。成型工序中采用螺旋推挤式石墨颗粒成型机，它包括传动部分、进料部分、推挤部分、成型部分；螺旋轴3与传动部分连接，螺旋轴3上设置螺旋叶片5，螺旋轴3前上方设置进料口4；推挤部分包括壳体9，壳体内设置的筒体7，螺旋轴3轴向穿过筒体7，筒体7与壳体9之间设置缠绕于筒体7的加热油盘管8，筒体7一端通过螺旋轴3与进料部分连接，另一端与成型咀部分连接；成型咀部分包括与筒体7连接的设置出料孔咀15的成型咀11，剪切装置位于成型咀11一侧，它由切刀钢圈12组成，沿切刀钢圈12径向设置钢丝13为幅条，切刀钢圈12的切刀轴14轴心与成型咀11的轴心不同轴，切刀轴14与电动机连接。成型咀11的出料孔咀15形状为锥状的进孔16与柱状的出孔17相结合的喇叭形。成型咀11直径小于切刀钢圈12半径。螺旋叶片5之间的距离为不等距。螺旋叶片5的叶片头与成型咀11板面距离小于20毫米。由于石墨细粉的吸附力低，采用蔗糖作粘结剂，水作为添加剂，其粘结吸附能力强，且添加剂在生产过程中蒸发掉，产品的理化指标好，抗压强度高。同时生产成本较低，不产生二次污染。由于采用螺旋推挤式石墨颗粒成型机，克服了高碳石墨颗粒因体积小，单粒重量轻，工业化生产程度低、产量少等缺点。具有工业化程度高，且产品外观形状好等特点。下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。图1是本发明的工艺流程图。图2是本发明的颗粒成型机原理图。图3是图2的切料装置示意图。图4是成型咀剖示图。在生产石墨电极及其它石墨制品时产生大量多余的废弃的收尘细粉，除含碳量很高的1毫米以上的石墨颗粒可以直接利用外，0.5毫米以下的细粉状石墨需按以下工艺进行生产。高碳石墨颗粒的配料混合工序将石墨细粉中加入蔗糖晶体状作为粘结剂，水作为添加剂，其配比(质量)见表1。表1配料混合比墨粉(A)％粘结剂(B)％添加剂[c占(A+B+C)的比例]％实施例一65355实施例二851525最佳实施例703010</table>在实际操作中，可根据以上比例将蔗糖与水配成蔗糖溶液，然后再与石墨细粉混合。搅拌捏合工序配料混合后，进入通用的搅拌捏合机，采用热油炉加热，以提高热效率，降低成本。常压下搅拌捏合温度为120℃-160℃，最佳温度120℃±10℃，时间40±5分钟。成型工序常压下成型加热温度为100℃-150℃，最佳温度120±10℃。在成型工序中采用螺旋推挤式石墨颗粒成型机，它包括传动部分、进料部分、推挤部分、成型部分；电动机1带动减速齿轮2组成的部分螺旋轴3与传动部分连接，螺旋轴3前上设置螺旋叶片5，螺旋轴3上方设置进料口4；推挤部分包括壳体9，壳体内设置的筒体7，螺旋轴3轴向穿过筒体7，筒体7与壳体9之间设置缠绕于筒体7的加热油盘管8，油盘管8两端为热油进口6，进、出口穿出壳体9外；筒体7一端通过螺旋3与进料部分连接，另一端与成型部分连接；成型部分包括与筒体7连接的设置出料孔咀15的成型咀11，剪切装置位于成型咀11一侧，它由切刀钢圈12组成，沿切刀钢圈12径向设置钢丝13如琴钢丝为幅条，切刀钢圈12的切刀轴14轴心与成型咀11的轴心不同轴，切刀轴14与电动机连接。成型咀1出料孔咀15形状为锥状的进孔16与柱状的出孔17相结合的喇叭形。成型咀11直径小于切刀钢圈12半径。在几乎封闭的圆筒内，由固定旋转的螺旋叶片不断地将料向一个方向推进，在不断推进中产生压力。推挤压力在8-30kg/cm2范围调节。剪切料方法亦与一般侧刀和剪刀式剪切方法不同。因为推挤出来的产品出口速度很大，剪切时需要快，且要求刚出咀口还呈软性的料不会重新粘到一起。采用的是钢琴丝为幅条，轴心与成型咀的中心不等轴距高速旋转可调的剪切方法。焙烧工序石墨料挤出后进入焙烧炉，温度在650℃-1050℃之间调节，其目的是保证产品理化指标和较好的外观形状，采用通用的焙烧炉焙烧后经冷却筛分工序，即成产品。表2是依据本发明生产的产品测试结果，产品质量如含碳量、抗压强度达到国外先进水平，部分指标超过国外先进水平。表2</tables>权利要求1.一种高碳颗粒石墨的制备方法，依次包括高碳颗粒石墨的配料混合工序、搅拌捏合工序、成型工序、焙烧工序、冷却筛分工序，其特征在于所说的高碳颗粒石墨的配料混合工序是将粒度不大于0.5毫米的石墨细粉中加入蔗糖作为粘结剂，加入水作为添加剂，配比(质量)为石墨粉65％-85％，粘结剂15％-35％，添加剂为石墨粉与粘结剂的5％-25％；搅拌捏合工序中，常压下搅拌捏合温度为120℃-160℃，时间40±5分钟；成型工序中，常压下成型加热温度为100℃-150℃；焙烧工序中焙烧温度为650℃-1050℃。2.根据权利要求1所述的一种高碳颗粒石墨的制备方法，其特征在于配料混合工序中最佳比例为石墨粉70％，蔗糖30％，水与石墨粉和蔗糖的比例为10∶90。3.根据权利要求1所述的一种高碳颗粒石墨的制备方法，其特征在于石墨粉中加入配制的蔗糖溶液。4.根据权利要求1所述的一种高碳颗粒石墨的制备方法，其特征在于搅拌捏合工序的最佳温度为120±10℃。5.根据权利要求1所述的一种高碳颗粒石墨的制备方法，其特征在于成型工序的最佳温度为120±10℃。6.一种用于权利要求1方法的装置，其特征在于成型工序中采用螺旋推挤式石墨颗粒成型机，它包括传动部分、进料部分、推挤部分、成型咀部分；螺旋轴(3)与传动部分连接，螺旋轴(3)上设置螺旋叶片(5)，螺旋轴(3)前上方设置进料口(4)；推挤部分包括壳体(9)、壳体内设置的筒体(7)，螺旋轴(3)轴向穿过筒体(7)，筒体(7)与壳体(9)之间设置缠绕于筒体(7)的加热油盘管(8)，筒体(7)一端通过螺旋轴(3)与进料部分连接，另一端与成型咀部分连接；成型咀部分包括与筒体(7)连接的设置出料孔咀(15)的成型咀(11)，剪切装置位于成型咀(11)一侧，它由切刀钢圈(12)组成，沿切刀钢圈(12)径向设置钢丝(13)为幅条，切刀钢圈(12)的切刀轴(14)轴心与成型咀(11)的轴心不同轴，切刀轴(14)与小电动机连接带动切刀旋转切料。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于成型咀(11)的出料孔咀(15)形状为锥状的进孔(16)与柱状的出孔(17)相结合的喇叭形。8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于成型咀(11)的直径小于切刀钢圈(12)半径。9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于螺旋叶片(5)之间的距离为不等距。10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于螺旋叶片(5)的叶片头与成型咀(11)板面距离小于20毫米。全文摘要一种高碳颗粒石墨的制备方法，依次包括高碳颗粒石墨的配料混合工序、搅拌捏合工序、成型工序、焙烧工序、冷却筛分工序，其中在配料混合工序中加入晶体蔗糖作为粘结剂，水作为添加剂，其粘结性能好，且在生产过程中水蒸发掉不会给产品带入有害杂质，具有成本较低，无污染等特点，适用于将0.5毫米以下的石墨细粉的重新利用。文档编号C01B31/00GK1167077SQ97109080公开日1997年12月10日申请日期1997年4月19日优先权日1997年4月19日发明者梅昌国申请人:梅昌国