RU2196192C2 - Способ производства анодной массы - Google Patents
Способ производства анодной массы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2196192C2 RU2196192C2 RU2001107453A RU2001107453A RU2196192C2 RU 2196192 C2 RU2196192 C2 RU 2196192C2 RU 2001107453 A RU2001107453 A RU 2001107453A RU 2001107453 A RU2001107453 A RU 2001107453A RU 2196192 C2 RU2196192 C2 RU 2196192C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pitch
- mixture
- fraction
- additive
- pitches
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000011295 pitch Substances 0.000 claims abstract description 107
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 60
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 30
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims abstract description 16
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 6
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 32
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 30
- 239000011294 coal tar pitch Substances 0.000 claims description 12
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 11
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims description 11
- 239000012717 electrostatic precipitator Substances 0.000 claims description 9
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 7
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 4
- 239000006253 pitch coke Substances 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 3
- 239000011300 coal pitch Substances 0.000 claims description 2
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 claims description 2
- 239000011301 petroleum pitch Substances 0.000 claims description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 abstract description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000011280 coal tar Substances 0.000 abstract 2
- 239000010742 number 1 fuel oil Substances 0.000 abstract 2
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 2
- SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N Quinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC=CC=C21 SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 1
- 239000011883 electrode binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000011317 mixed pitch Substances 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при изготовлении анодов алюминиевых электролизеров. Предложение позволяет расширить сырьевую базу для производства анодной массы, улучшить и стабилизировать качество связующего, используемого для производства анодной массы, и, как следствие, повысить технико-экономические показатели производства анодной массы и электролиза в целом. Способ включает подготовку шихты из пековых и/или нефтяных коксов, приемку, термостатирование, гомогенизацию углеводородного связующего из смеси каменноугольных и/или нефтяных пеков, дозирование коксов и пеков и смешивание их при нагреве. Приемку от поставщиков и термостатирование каменноугольных и/или нефтяных пеков осуществляют раздельно, затем готовят смесь различных пеков и гомогенизируют ее в турбулентном режиме. Дозировку различных пеков в смесь осуществляют в количестве, обеспечивающем содержание α-фракции в смеси пеков в пределах 26-28%, а α1-фракции в пределах 6-8%. 3 з.п. ф-лы, 4 табл.
Description
Предлагаемое изобретение относится к электродному производству, в частности к производству анодной массы для самообжигающихся анодов алюминиевых электролизеров, и может быть использовано в производстве обожженных анодов.
Известно, что общей тенденцией в коксохимической промышленности является снижение выпуска каменноугольных пеков и повышение их пиролизованности. В результате ощущается острый дефицит каменноугольных пеков и они становятся более тяжелыми и менее пластичными.
Альтернативным связующим можно считать нефтяной пек, но среднетемпературные нефтяные пеки, выпускаемые на нефтеперерабатывающих заводах, имеют низкий коксовый остаток, что не позволяет получать анодную массу на их основе и соответственно самообжигающиеся аноды требуемого качества.
С другой стороны, значительный объем производства анодной массы, обусловленный ее высоким расходом в электролизе (до 500-600 кг/т А1), требует ритмичного поступления связующих материалов в количестве, которое не может быть обеспечено одним-двумя отечественными поставщиками. В результате алюминиевые заводы вынуждены одновременно перерабатывать пеки различных поставщиков, отличающиеся как по происхождению (нефтяные, каменноугольные), так и по своим физико-химическим свойствам, обусловленным технологическими особенностями поставщика-производителя:
- температуре размягчения,
- содержанию веществ, не растворимых в хинолине (α1-фракция),
- содержанию веществ, не растворимых в толуоле (α-фракция),
- выходу летучих веществ.
- температуре размягчения,
- содержанию веществ, не растворимых в хинолине (α1-фракция),
- содержанию веществ, не растворимых в толуоле (α-фракция),
- выходу летучих веществ.
Так, для каменноугольных пеков ГОСТом 10200-83 предусмотрен выпуск трех марок пека: "А" и "Б" (среднетемпературные пеки), "В"(пеки с повышенной температурой размягчения).
Известны ряд способов, направленных на одновременное вовлечение в процесс производства анодной массы пеков с различными физико-химическими характеристиками, в том числе и нефтяных пеков (А.С. СССР N 1520899, С 25 С 3/12, 10.11.87, "Анодная масса для самообжигающихся анодов алюминиевых электролизеров"; A. C. СССР N 1512180, С 25 С 3/12, 26.08.87, "Углеродистая анодная масса"; А. С. СССР N 824691, С 25 С 3/12, 08.10.76, "Способ производства анодной массы").
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является техническое решение по патенту РФ N 2080418, С 25 С 3/12, 27.05.97, "Способ производства анодной массы алюминиевых электролизеров", заключающееся в том, что в производстве анодной массы в качестве углеродсодержащего связующего используют гомогенную смесь, полученную путем смешивания каменноугольного пека с нефтяным пеком при соотношении 19:1- 2:1. Смешивание каменноугольного пека с нефтяным пеком выполняют перекачиванием смеси из нижней зоны емкости в верхнюю из расчета 1-3-кратного обмана общим потоком в турбулентном режиме.
Недостатком данного способа является слoжнocть его реального технологического осуществления, так как авторы, заявляя для гомогенной смеси достаточно широкий диапазон соотношений различных пеков (19:1-2:1), не конкретизировали, по какому принципу выбирается то или иное соотношение, по какому параметру осуществляется контроль, на стабилизацию какого технологического показателя направлена заявленная технология.
Известно, что основная задача любой технологии производства анодной массы - добиться стабильного качества анодной массы, соответствующего требованиям ТУ 48-5-80-86.
По известной технологии добиться этого не представляется возможным в связи с тем, что приемку и термостатирование пеков осуществляют по мере их поступления от поставщиков общим потоком, не обращая внимания на изменения во времени поставщиков и объемов поставок, а значит, качественных характеристик поступающего сырья.
Задачей предлагаемого изобретения является расширение сырьевой базы производства анодной массы, улучшение и стабилизация качества связующего используемого для производства анодной массы и, как следствие, повышение технико-экономических показателей производства анодной массы и электролиза в целом.
Техническим результатом предложенного способа является возможность стабилизации физико-химических свойств связующего за счет использования в производстве анодной массы аддитивной смеси пеков, состав которой определяется исходя из цели стабилизации контрольных качественных показателей смеси, а именно стабилизации содержания α- и α1-фракций.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе производства анодной массы для электролитического получения алюминия, включающем подготовку шихты из пековых и/или нефтяных коксов, приемку, термостатирование, гомогенизацию углеводородного связующего из смеси каменноугольных и/или нефтянык пеков, дозирование коксов и пеков и смешивание их при нагреве, приемку от поставщиков и термостатирование каменноугольных и/или нефтяных пеков осуществляют раздельно, затем готовят аддитивную смесь различных пеков и гомогенизируют ее в турбулентном режиме, причем дозировку различных пеков в смесь осуществляют в количестве, обеспечивающем содержание α-фракции в аддитивной смеси пеков в пределах 26-28%, а α1-фракции в пределах 6-8%, при этом гомогенизацию аддитивной смеси пеков осуществляют при температуре, в 1,7-2 раза превышающей температуру размягчения каменноугольных пеков, при этом термостатированию подвергают пеки с содержанием в них "летучих" веществ более 58%, к тому же в аддитивную смесь пеков добавляют пыль электрофильтров с содержанием фракции -0,05 мм не менее 70-75% и/или пековые осадки фракции -1 мм, причем суммарное содержание α1-фракции в аддитивной смеси пеков и указанных выше добавок в виде пыли электрофильтров и/или пековых осадков поддерживают в пределах 6-8%.
Кратко техническая сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что знание свойств исходных пеков, точность их дозирования в аддитивную смесь с учетом рекомендаций по реализации способа, гомогенизация смеси в малых объемах и гарантированные параметры смешения позволяют получить массу с гарантированными стабильными свойствами.
Известно, что выход кокса из связующего прежде всего зависит от содержания в нем α-фракции, причем в последнее время α-фракцию подразделяют на α1- и α2-фракции:
-α1-фракция (или карбоиды) содержит частицы полукокса, кокса и минеральные примеси. Карбоиды - инертный наполнитель. Они не обладают связующими свойствами, но служат центрами коксообразования, активизируют процесс коксования и способствуют увеличению выхода кокса из более низкомолекулярных компонентов пека -фракций и ;
-α2-фракция (или карбены) считается одной из важнейших, так как по ее содержанию в электродном пеке можно дать частичную оценку его качества и пригодности для анодной массы. Эта составляющая пека при нагревании плавится и обладает свойствами связующего, при увеличении ее содержания качество связующего улучшается.
-α1-фракция (или карбоиды) содержит частицы полукокса, кокса и минеральные примеси. Карбоиды - инертный наполнитель. Они не обладают связующими свойствами, но служат центрами коксообразования, активизируют процесс коксования и способствуют увеличению выхода кокса из более низкомолекулярных компонентов пека -фракций и ;
-α2-фракция (или карбены) считается одной из важнейших, так как по ее содержанию в электродном пеке можно дать частичную оценку его качества и пригодности для анодной массы. Эта составляющая пека при нагревании плавится и обладает свойствами связующего, при увеличении ее содержания качество связующего улучшается.
Для практического осуществления предлагаемого способа на заводах-изготовителях анодной массы необходимо кроме осуществления входного контроля поступающих на переработку пеков проводить определение показателей α- и α1-фракций непосредственно перед подачей пека в производство.
Общими признаками предлагаемого способа и способа по прототипу является следующее:
1) приемку поступающих нефтяных пеков осуществляют раздельно от каменноугольных;
2) готовят углеводородное связующее в виде смеси пеков с различными физико-химическими свойствами;
3) гомогенизируют смесь в турбулентном режиме.
1) приемку поступающих нефтяных пеков осуществляют раздельно от каменноугольных;
2) готовят углеводородное связующее в виде смеси пеков с различными физико-химическими свойствами;
3) гомогенизируют смесь в турбулентном режиме.
Но, как указывалось выше, реализовать спосoб по прототипу на практике не представляется возможным, так как:
- во-первых, не определен контрольный параметр для выбора оптимального соотношения смешиваемых пеков;
- во-вторых, предлагается выполнять гомогенизацию перекачиванием смеси пеков из нижней зоны емкости в верхнюю общим потоком в турбулентном режиме, что, как показала практика, не позволяет усреднить физико-химические показатели составляющих смесь пеков из-за недостаточной турбулентности при работе с большими объемами. Практически перекачка пека идет послойно без перемешивания.
- во-первых, не определен контрольный параметр для выбора оптимального соотношения смешиваемых пеков;
- во-вторых, предлагается выполнять гомогенизацию перекачиванием смеси пеков из нижней зоны емкости в верхнюю общим потоком в турбулентном режиме, что, как показала практика, не позволяет усреднить физико-химические показатели составляющих смесь пеков из-за недостаточной турбулентности при работе с большими объемами. Практически перекачка пека идет послойно без перемешивания.
Поэтому основными отличительными признаками предлагаемого изобретения являются:
во-первых, не спонтанный выбор соотношения различных пеков в аддитивной смеси, а подбор с учетом их исходных свойств, при этом дозирование в смесь и контроль ее качества осуществляют по наиболее важному показателю, влияющему на выход кокса из связующего, содержанию фракции в смеси,
во-вторых, аддитивную смесь готовят и гомогенизируют в малых объемах в пекотрассе. То есть перемешивание пеков и их усреднение происходит при одновременной сдозированной перекачке пеков со склада пека в главный корпус в пекотрассе и в напорном баке, куда приготовленная аддитивная смесь поступает из пекоплавителей. Турбулизация в пекотрассе обеспечивается за счет ввода в аддитивную смесь составляющих ее пеков в потоках, направленных под углом друг к другу и со скоростью, обеспечивающей турбулентный режим в пекотрассе.
во-первых, не спонтанный выбор соотношения различных пеков в аддитивной смеси, а подбор с учетом их исходных свойств, при этом дозирование в смесь и контроль ее качества осуществляют по наиболее важному показателю, влияющему на выход кокса из связующего, содержанию фракции в смеси,
во-вторых, аддитивную смесь готовят и гомогенизируют в малых объемах в пекотрассе. То есть перемешивание пеков и их усреднение происходит при одновременной сдозированной перекачке пеков со склада пека в главный корпус в пекотрассе и в напорном баке, куда приготовленная аддитивная смесь поступает из пекоплавителей. Турбулизация в пекотрассе обеспечивается за счет ввода в аддитивную смесь составляющих ее пеков в потоках, направленных под углом друг к другу и со скоростью, обеспечивающей турбулентный режим в пекотрассе.
К отличительным признакам можно отнести и следующее:
- если по прототипу раздельный прием пеков осуществляется только на основе его происхождения (нефтяной или каменноугольный), то в заявляемом изобретении прием пеков от всех поставщиков осуществляется раздельно, так как даже среди каменноугольных или нефтяных пеков показатели качества сильно разнятся. Раздельно осуществляется и термостатирование, причем пеки термостатируют до содержания в них "летучих" веществ менее 58%. Контроль пеков на α- и α1-фракцию желательно осуществлять после термостатирования;
- для обеспечения однородности смеси углеводородного связующего предлагается гомогенизацию осуществлять в турбулентном режиме при температуре, в 1,7-2 раза превышающей температуру размягчения каменноугольных пеков, то есть если на приготовление смеси одновременно направляется среднетемпературный и высокотемпературный пеки, то выбор температуры гомогенизации осуществляется исходя из температуры размягчения высокотемпературного пека;
- при необходимости вовлекать в производство анодной массы нефтяной пек, отличающийся низким содержанием α-фракции, авторы предлагают осуществлять его корректировку по данному показателю, а точнее по α1-фракции, добавлением пыли электрофильтров и/или пековых осадков.
- если по прототипу раздельный прием пеков осуществляется только на основе его происхождения (нефтяной или каменноугольный), то в заявляемом изобретении прием пеков от всех поставщиков осуществляется раздельно, так как даже среди каменноугольных или нефтяных пеков показатели качества сильно разнятся. Раздельно осуществляется и термостатирование, причем пеки термостатируют до содержания в них "летучих" веществ менее 58%. Контроль пеков на α- и α1-фракцию желательно осуществлять после термостатирования;
- для обеспечения однородности смеси углеводородного связующего предлагается гомогенизацию осуществлять в турбулентном режиме при температуре, в 1,7-2 раза превышающей температуру размягчения каменноугольных пеков, то есть если на приготовление смеси одновременно направляется среднетемпературный и высокотемпературный пеки, то выбор температуры гомогенизации осуществляется исходя из температуры размягчения высокотемпературного пека;
- при необходимости вовлекать в производство анодной массы нефтяной пек, отличающийся низким содержанием α-фракции, авторы предлагают осуществлять его корректировку по данному показателю, а точнее по α1-фракции, добавлением пыли электрофильтров и/или пековых осадков.
Вместе с тем сравнение предлагаемого способа с аналогичными решениями в данной области выявило ряд сходных признаков:
- увеличение центров коксообразования за счет введения в анодную массу углерода известно по А.С. СССР N 1014307, С 25 С 3/12, 09.09.81, "Шихта для получения анодной массы";
- нагрев углеводородного связующего до температуры, в 1,5-2 раза превышающей температуру размягчения пека, известно по А.С. СССР N 1520899, С 25 С 3/12, 10.11.87, "Анодная масса для самообжигающихся анодов алюминиевых электролизеров".
- увеличение центров коксообразования за счет введения в анодную массу углерода известно по А.С. СССР N 1014307, С 25 С 3/12, 09.09.81, "Шихта для получения анодной массы";
- нагрев углеводородного связующего до температуры, в 1,5-2 раза превышающей температуру размягчения пека, известно по А.С. СССР N 1520899, С 25 С 3/12, 10.11.87, "Анодная масса для самообжигающихся анодов алюминиевых электролизеров".
Новая совокупность признаков как известных, так и неизвестных, в их тесной взаимосвязи позволяет получить технический результат более высокого уровня.
Основным преимуществом предлагаемого способа производства анодной массы является возможность поддерживать стабильность заданных качественных показателей электродного связующего после гомогенизации сдозированных по предлагаемому способу пеков, что позволяет:
- повысить и стабилизировать качество анодной массы;
- снизить расход сырья на производство анодной массы;
- снизить расход анодной массы при электролизе;
- повысить производительность электролизера;
- снизить расход электроэнергии на производство 1 т алюминия.
- повысить и стабилизировать качество анодной массы;
- снизить расход сырья на производство анодной массы;
- снизить расход анодной массы при электролизе;
- повысить производительность электролизера;
- снизить расход электроэнергии на производство 1 т алюминия.
В предлагаемом способе заявлены ряд параметров, выраженных в абсолютных величинах. Выбранная величина параметров обосновывается следующим:
1) "...содержание α-фракции в аддитивной смеси пеков в пределах 26-28%.. ."
Данный параметр определен исходя из многолетнего опыта работы на пеках различных поставщиков. На заводах алюминиевой подотрасли перерабатывается, в основном, каменноугольные пеки, соответствующее требованиям ГОСТ 10200-83. Нижний предел по содержанию α-фракции для пека марки "А" ("легкий" пек) установлен 24% при содержании "летучих" около 60%. Mapка "А" из каменноугольных пеков является менее предпочтительной для производства анодной массы, но тем не менее этот пек ГОСТом отнесен к разряду электродных. В процессе термостатирования происходит отгон легколетучих фракций и соответственно обогащение пека по α-фракции. Как правило, на смесильные аппараты поступает пек с α-фракцией не ниже 25%.
1) "...содержание α-фракции в аддитивной смеси пеков в пределах 26-28%.. ."
Данный параметр определен исходя из многолетнего опыта работы на пеках различных поставщиков. На заводах алюминиевой подотрасли перерабатывается, в основном, каменноугольные пеки, соответствующее требованиям ГОСТ 10200-83. Нижний предел по содержанию α-фракции для пека марки "А" ("легкий" пек) установлен 24% при содержании "летучих" около 60%. Mapка "А" из каменноугольных пеков является менее предпочтительной для производства анодной массы, но тем не менее этот пек ГОСТом отнесен к разряду электродных. В процессе термостатирования происходит отгон легколетучих фракций и соответственно обогащение пека по α-фракции. Как правило, на смесильные аппараты поступает пек с α-фракцией не ниже 25%.
2) "....α1-фракции в пределах 6-8%."
Верхний предел содержания α1- фракции в электродных пеках установлен ГОСТом 10200-83 и равен 12%. Данный предел установлен исходя из следующих теоретических положений: процесс коалесценции частиц мезофазы зависит от присутствия взвешенных дисперсных частиц
-фракции в пеке. В работе "Микроскопические исследования пекового кокса и некоторые особенности его формирования" Смирнов Б.Н., Фиалков А.С. (ХТТ, 1969, 6, с.60-66) показано, что взвешенные в пеке частицы затрудняют рост частиц мезофазы и препятствуют их слиянию, что приводит к изотропности структуры кокса и плохой его графитируемости.
Верхний предел содержания α1- фракции в электродных пеках установлен ГОСТом 10200-83 и равен 12%. Данный предел установлен исходя из следующих теоретических положений: процесс коалесценции частиц мезофазы зависит от присутствия взвешенных дисперсных частиц
Практический опыт работы показал, что содержание α1-фракции выше 12% значительно снижает качественные показатели анодной массы. При содержании α1-фракции менее 6% качество анодной массы также ухудшается. В поступающих на переработку пеках этот показатель варьирует в широких пределах и при составлении аддитивных смесей необходимо контролировать данный параметр, предпочтительно поддерживая его в пределах 6-8%.
Что касается нефтяных пеков, то содержание α1-фракции возможно на уровне 2% при содержании фракции около 28%, таким образом выход кокса из нефтяного связующего низок и его можно рекомендовать лишь как добавку в смесь каменноугольных пеков, при этом возможно его улучшение по α1-фракции за счет добавления углеродсодержащих компонентов, таких как пыль электрофильтров, пековые осадки;
3) ". . .гомогенизацию аддитивной смеси пеков осуществляют при температуре, в 1,7-2 раза превышающей температуру размягчения каменноугольных пеков."
Практика показала, что качественной гомогенизации можно достичь лишь при хорошем прогреве материала для обеспечения минимальной вязкости перемешиваемых материалов в турбулентном режиме;
4) "...добавляют пыль электрофильтров с содержанием фракции -0,05 мм не менее 70-75%..."
Данная фракция пыли электрофильтров обладает высокой поверхностной активностью и по своей функции может замещать α1-фракцию при низком ее содержании в исходном пеке.
3) ". . .гомогенизацию аддитивной смеси пеков осуществляют при температуре, в 1,7-2 раза превышающей температуру размягчения каменноугольных пеков."
Практика показала, что качественной гомогенизации можно достичь лишь при хорошем прогреве материала для обеспечения минимальной вязкости перемешиваемых материалов в турбулентном режиме;
4) "...добавляют пыль электрофильтров с содержанием фракции -0,05 мм не менее 70-75%..."
Данная фракция пыли электрофильтров обладает высокой поверхностной активностью и по своей функции может замещать α1-фракцию при низком ее содержании в исходном пеке.
Изучение фракционного состава пыли электрофильтров показало, что, как правило, 70-75% ее объема составляет пыль фракции -0,05 мм, которая в большей степени по своим поверхностным свойствам приближается к α1-фракции электродных пеков.
5) "...добавляют пековые осадки фракции -1 мм..." Известно, что пековые осадки содержат 35-40% α1-фракции, с этой точки зрения пековые осадки являются более предпочтительными корректирующими добавками в аддитивную смесь пеков, чем указанная выше пыль электрофильтров.
Экспериментальная часть проводилась на традиционной для ИркАЗа коксовой шихте с грансоставом, мм:
+6 - <3%
-6+4 - 7-15%
-4+1 - 28-36%
-1+0,08 - 17-29%
-0,08 - 27-33%
При использовании коксовой шихты указанного выше грансостава и в качестве связующего среднетемпературного каменноугольного пека Магнитогорского МК (характеристика пека указана в табл.1), экспериментально лучшие результаты по качеству анодной массы получены при его содержании 26,5% (см. табл. 2). Отсюда содержание α и α1-фракций соответственно Равнялось 68,37 кг и 17,49 кг в 1 т анодной массы.
+6 - <3%
-6+4 - 7-15%
-4+1 - 28-36%
-1+0,08 - 17-29%
-0,08 - 27-33%
При использовании коксовой шихты указанного выше грансостава и в качестве связующего среднетемпературного каменноугольного пека Магнитогорского МК (характеристика пека указана в табл.1), экспериментально лучшие результаты по качеству анодной массы получены при его содержании 26,5% (см. табл. 2). Отсюда содержание α и α1-фракций соответственно Равнялось 68,37 кг и 17,49 кг в 1 т анодной массы.
Исходя из концепции предлагаемого изобретения, чтобы обеспечить стабильное качество массы при переработке смеси пеков, необходимо выдержать баланс по α- и α1-фракциям.
Предлагаемый способ был опробован в промышленных условиях. В два пекоплавителя раздельно были помещены Магнитогорский и Н-Тагильский пеки со следующими характеристиками (см. табл. 3).
Как видно из характеристик пеков, один (Магнитогорский) относится к "легким", а другой (Н-Тагильский) - к "тяжелым".
После термостатирования Магнитогорского пека в течение трех суток, а Н-Тагильского - в течение суток пеки были поданы в производство анодной массы в соотношении 50:50%. Контрольные пробы пека отбирались из напорного бака каждые 4 ч и имели следующее характеристики (см. таблицу).
Как следует из результатов, усреднение пеков прошло достаточно полно и позволило получить гомогенизированное связующее с хорошими характеристиками. Полученные величины несколько отличаются от расчетных, что может быть вызвано изменением характеристик Магнитогорского пека в процессе термостатирования. Коэффициент текучести анодной массы за период работы на усредненном пеке составил 2,15 отн. ед. при содержании связующего 26,2%.
Предлагаемый способ практически реализуется следующим образом.
1. Допустим, на заводе в наличии следующие пеки (см.табл.1):
ЗСМК - α = 26,0%; α1 = 4,9%
Н-Тагильский - α = 27%; α1 = 11%
Магнитогорский - α = 25,8%; α1 = 6,6%
Допустим, что объем поставки Магнитогорского пека позволяет вводить его в аддитивную смесь пеков до 50%, тогда смесь Н-Тагильского пека и пека ЗСМК должна содержать α=34,19 кг/1 т а.м., α1=8,75 кг/1 т а.м.
ЗСМК - α = 26,0%; α1 = 4,9%
Н-Тагильский - α = 27%; α1 = 11%
Магнитогорский - α = 25,8%; α1 = 6,6%
Допустим, что объем поставки Магнитогорского пека позволяет вводить его в аддитивную смесь пеков до 50%, тогда смесь Н-Тагильского пека и пека ЗСМК должна содержать α=34,19 кг/1 т а.м., α1=8,75 кг/1 т а.м.
Количество "легких" и "тяжелых" пеков рассматриваемых поставщиков определяем по средневзвешенному проценту этих пеков в аддитивной смеси исхода из содержания в них α-фракции:
1) определяем средневзвешенный процент указанных пеков в аддитивной смеси:
Пек ЗСМК
26,0•100%/53,0•2=124,53%
Пек Н-Тагильский
27•100%/53,0•2-25,47%.
1) определяем средневзвешенный процент указанных пеков в аддитивной смеси:
Пек ЗСМК
26,0•100%/53,0•2=124,53%
Пек Н-Тагильский
27•100%/53,0•2-25,47%.
2) отсюда содержание пеков соответственно:
Пек ЗСМК
265•24,53/100=65,00 кг
Пек Н-Тагильский
265•25,47/100=67,50 кг.
Пек ЗСМК
265•24,53/100=65,00 кг
Пек Н-Тагильский
265•25,47/100=67,50 кг.
Таким образом, оптимальная аддитивная гомогенная смесь содержит пеки в следующем соотношении, %:
Магнитогорский - 50
ЗСМК - 24,53
Н-Тагильский - 25,47
При этом по α1-фракции получаем следующее результаты:
Магнитогорский
265•50•6,6/100•100=8,74 кг
ЗСМК
265•24,53•4,9/100•100=3,18 кг
Н-Тагильский
265•25,47•11/100•100=7,42 кг
Итого=19,34 кг
В результате расчета получаем содержание в аддитивной смеси пеков: α-фракции 68,37 кг или 26%, а фракции α1 19,34 кг или 7%, что согласуется с формулой изобретения.
Магнитогорский - 50
ЗСМК - 24,53
Н-Тагильский - 25,47
При этом по α1-фракции получаем следующее результаты:
Магнитогорский
265•50•6,6/100•100=8,74 кг
ЗСМК
265•24,53•4,9/100•100=3,18 кг
Н-Тагильский
265•25,47•11/100•100=7,42 кг
Итого=19,34 кг
В результате расчета получаем содержание в аддитивной смеси пеков: α-фракции 68,37 кг или 26%, а фракции α1 19,34 кг или 7%, что согласуется с формулой изобретения.
В случае необходимости переработки смеси пека ЗСМК и Нижне-Тагильского содержание их в смеси должно быть ~1:1.
Предлагаемый расчетный метод составления аддитивных смесей полностью согласуется с проведенными лабораторными испытаниями анодной массы на основе этих смесей. При использовании данного способа в производстве анодной массы стабилизировался коэффициент текучести массы (Кт). Количество нарушений по Кт снизилось более чем в 2 раза. Примерно на такую же величину уменьшилось и количество протеков пека в аноде под штыри и анодный кожух.
Предлагаемая расчетная методика определения количества отдельных пеков в аддитивной смеси позволяет с достаточной точностью дозировать пеки в смеcь и на ее основе получать анодную массу с качеством, соответствующим требованиям ТУ 48-5-80-86.
Claims (4)
1. Способ производства анодной массы для электролитического получения алюминия, включающий подготовку шихты из пековых и/или нефтяных коксов, приемку, термостатирование, гомогенизацию углеводородного связующего из смеси каменноугольных и/или нефтяных пеков, дозирование коксов и пеков и смешивание их при нагреве, отличающийся тем, что приемку от поставщиков и термостатирование каменноугольных и/или нефтяных пеков осуществляют раздельно, затем готовят аддитивную смесь различных пеков и гомогенизируют ее в турбулентном режиме, причем дозировку различных пеков в смесь осуществляют в количестве, обеспечивающем содержание α-фракции в аддитивной смеси пеков в пределах 26-28%, a α1-фракции в пределах 6-8%.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гомогенизацию аддитивной смеси пеков осуществляют при температуре, в 1,7-2 раза превышающей температуру размягчения каменноугольных пеков.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в аддитивную смесь пеков добавляют пыль электрофильтров с содержанием фракции -0,05 мм не менее 70-75%, причем суммарное содержание α1-фракции в аддитивной смеси пеков и пыли электрофильтров поддерживают в пределах 6-8%.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в аддитивную смесь пеков добавляют пековые осадки фракции -1 мм, причем суммарное содержание α1-фракции в аддитивной смеси пеков и пековых осадков поддерживают в пределах 6-8%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001107453A RU2196192C2 (ru) | 2001-03-20 | 2001-03-20 | Способ производства анодной массы |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001107453A RU2196192C2 (ru) | 2001-03-20 | 2001-03-20 | Способ производства анодной массы |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2196192C2 true RU2196192C2 (ru) | 2003-01-10 |
| RU2001107453A RU2001107453A (ru) | 2003-01-27 |
Family
ID=20247356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001107453A RU2196192C2 (ru) | 2001-03-20 | 2001-03-20 | Способ производства анодной массы |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2196192C2 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2337895C2 (ru) * | 2006-09-04 | 2008-11-10 | Закрытое акционерное общество "Институт новых углеродных материалов и технологий" (ЗАО "ИНУМиТ") | Способ изготовления связующего для производства электродных материалов |
| RU2378320C1 (ru) * | 2008-07-25 | 2010-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" | Способ получения пекового кокса |
| RU2489524C1 (ru) * | 2012-03-12 | 2013-08-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | Способ получения связующего для электродной массы |
| RU2529193C1 (ru) * | 2013-05-07 | 2014-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Способ производства анодной массы для анодов |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1468880A (ru) * | 1974-04-29 | 1977-03-30 | ||
| US4445996A (en) * | 1981-07-09 | 1984-05-01 | Mitsubishi Light Metal Industries Limited | Anode paste for use in Soderberg-type electrolytic furnace for aluminum |
| RU2034097C1 (ru) * | 1992-08-06 | 1995-04-30 | Акционерное общество открытого типа "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" | Способ подготовки шихты для угольного электрода алюминиевого электролизера |
| RU2080418C1 (ru) * | 1994-04-22 | 1997-05-27 | Акционерное общество открытого типа "Сибирский научно-исследовательский, конструкторский и проектный институт алюминиевой и электродной промышленности" | Способ производства анодной массы алюминиевых электролизеров |
-
2001
- 2001-03-20 RU RU2001107453A patent/RU2196192C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1468880A (ru) * | 1974-04-29 | 1977-03-30 | ||
| US4445996A (en) * | 1981-07-09 | 1984-05-01 | Mitsubishi Light Metal Industries Limited | Anode paste for use in Soderberg-type electrolytic furnace for aluminum |
| RU2034097C1 (ru) * | 1992-08-06 | 1995-04-30 | Акционерное общество открытого типа "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" | Способ подготовки шихты для угольного электрода алюминиевого электролизера |
| RU2080418C1 (ru) * | 1994-04-22 | 1997-05-27 | Акционерное общество открытого типа "Сибирский научно-исследовательский, конструкторский и проектный институт алюминиевой и электродной промышленности" | Способ производства анодной массы алюминиевых электролизеров |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2337895C2 (ru) * | 2006-09-04 | 2008-11-10 | Закрытое акционерное общество "Институт новых углеродных материалов и технологий" (ЗАО "ИНУМиТ") | Способ изготовления связующего для производства электродных материалов |
| RU2378320C1 (ru) * | 2008-07-25 | 2010-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" | Способ получения пекового кокса |
| RU2489524C1 (ru) * | 2012-03-12 | 2013-08-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | Способ получения связующего для электродной массы |
| EA022514B1 (ru) * | 2012-03-12 | 2016-01-29 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | Способ получения связующего для электродной массы |
| RU2529193C1 (ru) * | 2013-05-07 | 2014-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Способ производства анодной массы для анодов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2840127B1 (en) | Method for preparing stabilized hydrocarbon oil blend | |
| CN102083942A (zh) | 制备用于生产冶金焦炭用配料的煤混合物的方法 | |
| CA2357237A1 (en) | Coal tar and hydrocarbon mixture pitch production using a high efficiency evaporative distillation process | |
| CN1341143A (zh) | 高炉用高反应性高强度焦炭及其制造方法 | |
| RU2196192C2 (ru) | Способ производства анодной массы | |
| TW201704459A (zh) | 煤炭的評估方法及焦炭的製造方法 | |
| CN105132000B (zh) | 一种溶解高成熟度焦沥青的溶剂及其使用方法 | |
| Bowitz et al. | New methods for testing raw materials for anode carbon paste | |
| Mollaabbasi et al. | Effect of fine coke particles on rheological properties of the binder matrix of carbon anodes in aluminium production process | |
| RU2663145C1 (ru) | Способ подготовки шихты для коксования | |
| CN1173006C (zh) | 利用煤岩分析进行配煤炼焦的方法 | |
| RU2116383C1 (ru) | Способ производства анодной массы | |
| Cheng et al. | Fall cone test on biopolymer-treated clay | |
| Mollaabbasi et al. | Rheological characterization of pitch and binder matrix with different concentrations of fine particles | |
| JP2001262157A (ja) | ストレートアスファルトおよびその製造方法 | |
| RU2243296C1 (ru) | Способ производства анодной массы для самообжигающегося анода, например, алюминиевого электролизера | |
| EP0117383B1 (en) | Oxidation-resistant pitches | |
| RU2080418C1 (ru) | Способ производства анодной массы алюминиевых электролизеров | |
| RU2521178C1 (ru) | Способ подготовки анодной массы для формирования сырых анодов | |
| SU933808A1 (ru) | Способ изготовлени электродов алюминиевых электролизеров | |
| RU2034097C1 (ru) | Способ подготовки шихты для угольного электрода алюминиевого электролизера | |
| Sarkar et al. | Determination of contact angle from raw material properties using linear multivariable analysis | |
| RU2080417C1 (ru) | Углеродная анодная масса | |
| Hicyilmaz et al. | Rheological Properties of Asphaltite− Water Slurries | |
| Yero et al. | Evaluation of bitumen properties modified with additive |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080321 |