本申請(qǐng)涉及鋁用炭素材料，尤其涉及一種混合焦、石墨化陰極炭塊及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、石油焦是煉油副產(chǎn)品，是以渣油為原料經(jīng)延遲焦化裝置所產(chǎn)生的固體產(chǎn)品。一般生產(chǎn)鋁用石墨化陰極炭塊需要硫的質(zhì)量含量小于0.7％的低硫石油焦，該類焦僅占我國(guó)石油焦產(chǎn)量的7％，這部分低硫焦一直用于生產(chǎn)石墨電極和增碳劑。然而在能減排和資源綜合利用的大環(huán)境下，石墨質(zhì)陰極炭塊將會(huì)被石墨化陰極炭塊全部取代；現(xiàn)階段新能源用電池的負(fù)極材料也加入低硫焦?fàn)帄Z戰(zhàn)，造成石油焦的資源緊張。由于低硫石油焦具有質(zhì)地較軟和振實(shí)密度低的特性，這些特性會(huì)造成石墨化陰極炭塊的機(jī)械強(qiáng)度偏低、耐磨性差。

2、各向同性焦、瀝青焦和高密度高硫焦具有振實(shí)密度高、硬度高等優(yōu)點(diǎn)，可以用來(lái)部分替代低硫石油焦來(lái)生產(chǎn)石墨化陰極炭塊，達(dá)到提高石墨化陰極炭塊機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性的作用。但是由于各向同性焦和高密度高硫焦直接混合得到的混合焦中硫含量一般會(huì)過(guò)高，在后續(xù)的陰極焙燒塊石墨化過(guò)程中過(guò)高硫含量的混合焦將會(huì)使得陰極焙燒塊產(chǎn)生裂紋，無(wú)法發(fā)揮出各向同性焦和高密度高硫焦所具有的振實(shí)密度高的這一優(yōu)點(diǎn)，從而通過(guò)混合焦無(wú)法影響陰極焙燒塊的體積密度以及機(jī)械強(qiáng)度等性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N混合焦、石墨化陰極炭塊及其制備方法，以解決如下技術(shù)問(wèn)題：如何兼顧混合焦內(nèi)低硫分含量和較高振實(shí)密度。

2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N混合焦的制備方法，所述制備方法包括：

3、將各向同性焦顆粒、瀝青焦顆粒和高密度高硫焦顆粒進(jìn)行混合，得到混合生焦顆粒；

4、將所述混合生焦顆粒進(jìn)行第一煅燒，得到煅燒混合焦原料顆粒；

5、將低硫焦顆粒進(jìn)行第二煅燒，得到煅燒低硫焦顆粒；

6、將所述煅燒低硫焦顆粒和所述煅燒混合焦原料顆粒進(jìn)行混合，得到混合焦；

7、其中，所述第一煅燒的溫度≥1500℃，所述第一煅燒的時(shí)間≥20h；

8、所述第二煅燒的溫度≥1250℃，所述第二煅燒的時(shí)間≥60min。

9、可選的，所述第一煅燒的溫度為1500℃～2200℃，所述第一煅燒的時(shí)間為20h～50h；

10、所述第二煅燒的溫度為1250℃～1350℃，所述第二煅燒的時(shí)間為60min～2100min。

11、可選的，所述各向同性焦顆粒的重量m1、所述瀝青焦顆粒的重量m2和所述高密度高硫焦顆粒的重量m3滿足關(guān)系式：m1:m2:m3＝(20～100):(0～50):(0～50)。

12、可選的，所述煅燒混合焦原料顆粒的重量m4和所述煅燒低硫焦顆粒的重量m5滿足關(guān)系式：m4:m5＝(5～40):(60～95)。

13、可選的，所述各向同性焦顆粒包括第一硫分和第一灰分，所述第一硫分的重量含量小于所述各向同性焦顆粒的總重量的7％，所述第一灰分的重量含量小于所述各向同性焦顆粒的總重量的0.6％；和/或，

14、所述瀝青焦顆粒包括第二硫分和第二灰分，所述第二硫分的重量含量小于所述瀝青焦顆粒的總重量的0.1％，所述第二灰分的重量含量小于所述瀝青焦顆粒的總重量的0.8％；和/或，

15、所述高密度高硫焦顆粒包括第三硫分和第三灰分，所述第三硫分的重量含量小于所述高密度高硫焦顆粒的總重量的7％，所述第三灰分的重量含量小于所述高密度高硫焦顆粒的總重量的0.6％。

16、可選的，所述煅燒混合焦原料顆粒包括第四硫分和第四灰分，所述第四硫分的重量含量小于所述煅燒混合焦原料顆粒的總重量的0.7％，所述第四灰分的重量含量小于所述煅燒混合焦原料顆粒的總重量的1.0％。

17、可選的，所述煅燒混合焦原料顆粒包括如下至少一種性能：

18、所述煅燒混合焦原料顆粒的真密度大于等于2.10g/cm3；

19、所述煅燒混合焦原料顆粒的粉末電阻率小于等于400μω·m；

20、所述煅燒混合焦原料顆粒中細(xì)粒度物料的振實(shí)密度大于等于0.90g/cm3，所述細(xì)粒度物料的粒徑為1mm～2mm。

21、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N混合焦，所述混合焦由第一方面所述的制備方法所得到。

22、第三方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N石墨化陰極炭塊，所述陰極炭塊包括第二方面所述的混合焦。

23、第四方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N制備第三方面所述的石墨化陰極炭塊的方法，所述方法包括：

24、將混合焦進(jìn)行加熱，得到預(yù)熱干料；

25、向液體煤瀝青中加入所述預(yù)熱干料并進(jìn)行加熱混捏，得到混合糊料；

26、將所述混合糊料進(jìn)行成型，得到成型生塊；

27、將所述成型生塊進(jìn)行焙燒、石墨化和加工處理后，得到石墨化陰極炭塊。

28、本申請(qǐng)實(shí)施例提供的上述技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

29、本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種混合焦的制備方法，該制備方法先將各向同性焦顆粒、瀝青焦顆粒和高密度高硫焦顆粒這三者進(jìn)行混合，得到混合生焦顆粒，利用各向同性焦顆粒、瀝青焦顆粒和高密度高硫焦顆粒都具有較高的振實(shí)密度和較高的硬度的特性，可以提高混合生焦顆粒的振實(shí)密度和硬度，方便后續(xù)第一煅燒的進(jìn)行；另外第一煅燒的溫度≥1500℃，以及第一煅燒的時(shí)間≥20h，通過(guò)較高的第一煅燒溫度的煅燒促使混合生焦顆粒的高硫分大部分脫除，此外第二煅燒的溫度≥1250℃，以及第二煅燒的時(shí)間≥60min，通過(guò)第二煅燒的方式將低硫焦顆粒的硫分部分脫除，然后將煅燒低硫焦和低硫分的煅燒混合焦原料顆粒進(jìn)行混合，可以得到低硫分的混合焦；因此通過(guò)該制備方法可以兼顧混合焦的低硫分和較高振實(shí)密度。

技術(shù)特征：

1.一種混合焦的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述第一煅燒的溫度為1500℃～2200℃，所述第一煅燒的時(shí)間為20h～50h；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述各向同性焦顆粒的重量m1、所述瀝青焦顆粒的重量m2和所述高密度高硫焦顆粒的重量m3滿足關(guān)系式：m1:m2:m3＝(20～100):(0～50):(0～50)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述煅燒混合焦原料顆粒的重量m4和所述煅燒低硫焦顆粒的重量m5滿足關(guān)系式：m4:m5＝(5～40):(60～95)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述各向同性焦顆粒包括第一硫分和第一灰分，所述第一硫分的重量含量小于所述各向同性焦顆粒的總重量的7％，所述第一灰分的重量含量小于所述各向同性焦顆粒的總重量的0.6％；和/或，

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述煅燒混合焦原料顆粒包括第四硫分和第四灰分，所述第四硫分的重量含量小于所述煅燒混合焦原料顆粒的總重量的0.7％，所述第四灰分的重量含量小于所述煅燒混合焦原料顆粒的總重量的1.0％。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述煅燒混合焦原料顆粒包括如下至少一種性能：

8.一種混合焦，其特征在于，所述混合焦由權(quán)利要求1～7任一項(xiàng)所述的制備方法所得到。

9.一種石墨化陰極炭塊，其特征在于，所述陰極炭塊包括如權(quán)利要求8所述的混合焦。

10.一種制備權(quán)利要求9所述的石墨化陰極炭塊的方法，其特征在于，所述方法包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及鋁用炭素材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種混合焦、石墨化陰極炭塊及其制備方法；所述制備方法包括：將各向同性焦顆粒、瀝青焦顆粒和高密度高硫焦顆粒進(jìn)行混合，得到混合生焦顆粒；將混合生焦顆粒第一煅燒，得到煅燒混合焦原料顆粒；將低硫焦顆粒第二煅燒，得到煅燒低硫焦顆粒；將煅燒低硫焦顆粒和煅燒混合焦原料顆粒進(jìn)行混合，得到混合焦；其中，第一煅燒的溫度≥1500℃，第一煅燒的時(shí)間≥20h；第二煅燒的溫度≥1250℃，第二煅燒的時(shí)間≥60min。該制備方法先將各向同性焦顆粒、瀝青焦顆粒和高密度高硫焦顆粒這三者進(jìn)行混合，再通過(guò)較高的第一煅燒結(jié)合第二煅燒的方式，可以得到低硫分含量和較高振實(shí)密度的混合焦。

技術(shù)研發(fā)人員：楊宏杰,張繼光,李豪,羅英濤,李賀,袁聰聰,商文博
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中鋁鄭州有色金屬研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9