專利名稱：天然石墨陰極炭塊及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種鋁電解槽用石墨陰極炭塊及其制造方法。
目前，鋁電解槽用的陰極炭塊有四種普通無煙煤陰極炭塊、半石墨質(zhì)陰極炭塊、半石墨化陰極炭塊和石墨化陰極炭塊。該四種陰極炭塊的骨料都是由煅燒后的無煙煤或煅燒后的石油焦制成的，只不過是煤種炭塊所用骨料的煅燒溫度和配比不同而已。煅燒工序目的是除掉無煙煤和石油焦的揮發(fā)分和附著水，改變它們的理化指標使之適于生產(chǎn)陰極炭塊的要求。但要消耗一定的能源;而且目前生產(chǎn)上應(yīng)用的陰極炭塊的比電阻較大。為此，人們又設(shè)法進行改進。比如，陰極炭塊焙燒后又將其置于2500～3000℃的高溫環(huán)境下使碳結(jié)晶，變成石墨化或半石墨化。然而制造2500～3000℃的高溫環(huán)境并非易事，同時在此環(huán)境中使陰極炭塊石墨化或半石墨化，將耗電3000～6000度/噸陰極炭塊，消耗的電能較大。
使用特定的工藝流程，制造天然石墨陰極炭塊，并力求使該種炭塊的比電阻較現(xiàn)有各種類的陰極炭塊的比電阻有所降低，以減少鋁電解時的電耗，收到綜合效益。經(jīng)過多次試驗，獲得了成功，使發(fā)明的目的得以滿足。
現(xiàn)將本發(fā)明的具體內(nèi)容公開如下1、本發(fā)明制造出的產(chǎn)品為一種石墨陰極炭塊，該石墨陰極炭塊的主要成份是碳，還含有少量的灰分等，其特征在于石墨陰極炭塊的骨料是由天然石墨加工制作而成。
2、以天然石墨為骨料制作新發(fā)明的石墨陰極炭塊需要一整套的生產(chǎn)方法，該方法中包括有骨料制備、配料、混捏、涼料、成型、焙燒和機加等工序。
制備骨料工序的特征如下(1)將含碳量(重量百分數(shù))大于80%的天然石墨粉碎至100～200目;
(2)按重量百分數(shù)取30%的中溫瀝青(用環(huán)球法測量，其軟化點為65℃～75℃)和70%粉碎后的天然石墨，置于混捏鍋中混捏20～50分鐘，混捏溫度為130～145℃。
(3)將混捏后的糊料裝入涼料機中或人工涼料，使糊料冷卻至90～110℃，用千噸以上壓力機將糊料壓制成生炭塊;
(4)將生炭塊置于1150～1350℃的環(huán)境中焙燒，焙燒時間為320～480小時。破碎焙燒炭塊即可作為骨料。
骨料獲得后，可依照常規(guī)制造陰極炭塊工藝方法進行生產(chǎn)，如混捏。
把72～74%(重量百分數(shù))的骨料預熱到100℃左右，攪拌25～30分鐘，加入26～28%的中溫液體瀝青(溫度在130～140℃)，然后，混捏20分鐘，制得糊料。
涼料。
從混捏機出來的糊料進入到?jīng)隽蠙C進行涼料，涼料溫度為90℃～160℃。
成型。
將100℃的糊料裝入臥式振動成型機或千噸以上的壓力機壓制成生陰極炭塊。
焙燒。
生陰極炭塊在敞開式或帶蓋式環(huán)式焙燒爐經(jīng)1150～1350℃焙燒。
機加工，使之成為一定規(guī)格的產(chǎn)品。
本項發(fā)明已經(jīng)試驗實施。制造出的天然石墨陰極炭塊和其他同類產(chǎn)品的理化指標對比如下
實施時制造天然石墨陰極炭塊所采用的方法與前述方法相同。
從實施例子可以看出，本項發(fā)明以天然石墨為制取陰極炭塊的骨料，其方法及產(chǎn)品的主要優(yōu)點是
1、制取骨料的原料省去了煅燒工序，節(jié)省了能源。
2、以天然石墨代替煅后的無煙煤或石油焦使資源得到了合理利用。
3、產(chǎn)品的某些理化指標(如孔度和抗壓強度等)優(yōu)于半石墨化陰極炭塊和石墨化陰極炭塊。比電阻較普通無煙煤陰極炭塊低35Ω·mm2/m，較半石墨質(zhì)陰極炭塊低19Ω·mm2/m。在制作過程中并不需進行石墨化處理，節(jié)約了大量的電能。
4、由于該天然石墨陰極炭塊比日常生產(chǎn)中廣泛使用的普通無煙煤陰極炭塊或半石墨質(zhì)陰極炭塊的孔度小、強度大、比電阻低，所以會延長電解槽的使用壽命，提高電能利用率，降低了鋁的生產(chǎn)成本，收到綜合的經(jīng)濟效益。
權(quán)利要求
1.一種鋁電解槽用的石墨陰極炭塊。該石墨陰極炭塊的主要成份為碳，其特征在于是以天然石墨為骨料制作而成。
2.一種鋁電解槽用石墨陰極炭塊的制造方法。該方法包括有制備骨料、配料、混捏、涼料、成型、焙燒、機加等工序，其特征在于制備骨料的工序是1)將含碳量(重量百分數(shù))大于80%的天然石墨粉碎至100～200目。2)按重量百分數(shù)取30%的中溫瀝青與70%粉碎后的天然石墨置于混捏鍋中混捏20～45分鐘，混捏溫度為130～145℃。3)將混捏后的糊料裝入到?jīng)隽蠙C中冷卻至90～110℃，用千噸以上壓力機壓制成生炭塊。4)將生炭塊置于1150～1350℃的環(huán)境中焙燒，焙燒時間約320～480小時，破碎焙燒炭塊制成骨料。
全文摘要
一種鋁電解槽用石墨陰極炭塊及其制造方法。主要特征是利用天然石墨作為生產(chǎn)陰極炭塊的骨料，方法中的獨特之處在于天然石墨骨料的制取。發(fā)明的產(chǎn)品無需對陰極炭塊進行石墨化處理，而主要技術(shù)指標都超過了普通和半石墨質(zhì)陰極炭塊，接近甚至超過半石墨化陰極炭塊?？珊侠硎褂觅Y源，節(jié)省能源，使用中可降低鋁的成本。
文檔編號C25C3/12GK1043964SQ89100108
公開日1990年7月18日 申請日期1989年1月4日 優(yōu)先權(quán)日1989年1月4日
發(fā)明者路忠勝 申請人:東北工學院