一种制造碳电极(人工制品)的工业工艺，包括以下步骤：(a)在高于沥青的梅特勒软化点(SPM)0℃至120℃的温度条件下将具有高于150℃SPM的高熔点沥青和碳质固体混合，通过振动或挤压来按压或压缩，而在接近混合温度的温度不进行有意的冷却，(b)将所述人工制品传送至碳化炉而不进行有意的冷却，(c)碳化所述人工制品。所述工艺在混合之后不需要冷却所述沥青糊状物/焦炭糊状物和/或在形成之后不需要冷却生电极，因此在生电极中捕获的热量能够被保持并且会减少总能量消耗和随后的碳化步骤中的停留时间。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于制造碳电极和其它碳人工制品的方法。
技术介绍
碳阳极的主要用途是在根据霍尔电解法（Hall-H6r〇Ult)生产铝的工艺中用作还 原剂。最初，索德别尔格（Soederberg)阳极是由阳极糊烧结和在电解池上碳化而生产。当 碳化时，捕捉由环境保护署（EPA)定义的从粘结剂沥青排出的多环芳香烃（PAH)被证明是 困难的。现在，现有阳极在碳工厂中通过从电解槽中分离而生产。通常，具有105-120°C的 梅特勒软化点（SPM;IS05940-2)的煤焦油沥青聚结石油焦炭。为了该目的，焦炭和沥青在 超过沥青SPM60-KKTC混合。需要高温以允许沥青粘度变得足够低来润湿焦炭颗粒。用 水将所得的糊状物冷却约40_60°C，并通过振动按压或压缩来形成生阳极（greenanodes)。 将生阳极从模具中取出，用水冷却并且储存，直至被包装在焙烧炉中进行碳化。 阳极的制造工艺代表了氧化铝减少成本的一个显著部分。即使是整个工艺的很小 改进，仍然将对整体效率产生显著效果。这解释了投入的巨大努力来提高阳极生产的效率， 例如，C.Lavoie,E.Bergeron,A.Proulx的"ALCANALMANewpasteplantstart-upand earlyoperation，LightMetals，555-560(2003)"和M.Kempkes，W.Meier的"Newconcept foragreenanodeplant"，LightMetals，919-922 (2008)。 尽管如此，当前工艺面临重大缺陷。用于将沥青和焦炭加热至混合温度的能量在 生阳极形成之前和/或之后的随后的冷却中被再次放出。相同的能量，必须重新进入碳化 (焙烧）炉中，仅阻断炉的部分生产能力。 众所周知，在形成碳电极的实验室工艺中，在生阳极形成之前和/或之后不使用冷 却步骤。这就是为什么在出版物LightMetals2011TMS(TheMinerals,Metals&Material Society, 2011byffinfriedBoenigk,ClaudiaBoltersdorf,FalkLinder,JensStiegert 和美国专利4, 188, 279中都没有描述冷却步骤的原因。在这样的实验工艺中，与针对工业 规模形成的碳体相比，碳体具有低得多的重量（实验室规模〈〇. 5kg;试点规模<6kg)。用 于制造针对工业规模的碳电极的碳体具有超过500公斤的重量。这导致了在按压后被传 送时，需要施加高得多的力（变形的风险），以及来自沥青挥发物的高得多的内部气体压力 (当保持（leaving)按压时膨胀的风险）。 在阳极形成蒸发之前，加水以进行糊状物冷却。蒸汽和含有PAH的沥青挥发物进 入并且必须用热氧化作用进行PAH移除处理。但轴向按压前的糊状物冷却是必须的，以避 免沥青粘附至模具，并确保压实的糊状物的机械稳定性。因为粘结剂沥青变软，热的生阳极 对于处理来说太不牢固。 当对阳极使用振动压实机时，在按压之后，需要通过向生阳极喷雾或水浴生阳极 形成冷却以确保足够高的阳极强度来进行运输和机械搬运。由于放置在焙烧（碳化）炉顶 部的阳极层的负载，必须避免变形。此外，在生阳极中的热量不能被回收。 因此在工业规模的铝生产冷却步骤中，由于碳电极被制造为还原剂，在生阳极形 成之前和/或之后执行冷却处理。这在工业规模的碳电极的生产工艺中，已经是被接受的 处理措施。在这方面，它被称为KirstineL.Hulse，AnodeManufacture(2000)R&DCarbon Ltd. (ISBN3-9521028-5-7)。此外，应该指出的是，在世界范围没有使用具有超过130°C的梅 特勒软化点的沥青工业生产碳电极。
技术实现思路
非常期望的是消除冷却步骤，并简化公知的阳极模制制品的阳极形成工艺，特别 是碳电极的阳极形成工艺。本专利技术的目的是提供一种能够避免在混合沥青糊状物/焦炭糊 状物之后和/或生阳极形成之后的冷却步骤的工艺。 该目的是通过一种制造碳电极或其它碳体（人工制品）的工业工艺实现的，所述 工艺包括以下步骤： (a)在高于沥青的SPM50°C至120°C的温度将具有高于150°C的梅特勒软化点 (SPM)的高熔点沥青和碳质固体混合，通过振动或挤压来按压或压缩，且在接近混合温度的 温度不进行有意的冷却， (b)将所述人工制品传送至碳化炉而不进行有意的冷却， (C)碳化所述人工制品。 本专利技术的工艺在混合之后不需要冷却所述沥青糊状物/焦炭糊状物和/或在形成 之后不需要冷却生电极，因此在生电极中捕获的热量能够被保持并且会减少总能量消耗和 随后的碳化步骤中的停留时间。 本专利技术基于以下发现，即由高熔点沥青制成的生阳极证明比预期更坚固。令人惊 讶地是，即使在高于SPM的温度，由高熔点沥青制成的热阳极非常抗变形，并且能够被机械 地处理，而热的生的模制碳制品基本没有变形。对于本专利技术的目的，术语人工制品包括碳电 极和其它的形成碳制品。【具体实施方式】 煤焦油沥青是煤焦油蒸馏得到的产物。沥青是一种黑色的、热塑性材料，其基本上 包括400°C以上挥发的化合物和不可蒸发的焦油的化合物。典型的电极粘合剂沥青可通过 真空蒸馏来获得105-120°C的SPM。在本专利技术中使用的高熔点沥青具有超过150°C的SPM，优 选超过165°C，最优选高于175°C。高温沥青是已知的，记载在W.Boenigk，C.Boltersdorf， F.Linder,J.Stiegert的"Propertyprofileoflab-scaleanodesproducedwith 180°CMettlercoaltarpitch",LightMetal, 889-893(2011)中。在例如US5262043 中 描述了一种生产这样的高熔点沥青的优选方法。适用于本专利技术的工艺的碳质固体组分可以是被煅烧的石油焦炭、煤焦油沥青焦 炭，针状焦炭和其它精炼的碳载体，包括再生碳材料（如阳极的接头）。焦炭的制造已知多 年。优选地，石油焦炭或针状焦炭被用在本专利技术的工艺中。对于焦炭颗粒尺寸，本专利技术没有 特别的要求。因此，本领域技术人员将使用具有在已知工艺中的颗粒尺寸的碳质固体。 在沥青和碳质固体的混合物中，基于混合物的重量，沥青的量的范围通常可在 10%至20% (重量）内，优选为13%至18% (重量）内，碳质固体的量的范围在80%至 90% (重量）内，优选82%至87% (重量）内。 在本专利技术的工艺中，沥青和焦炭组分通过使用已知工艺进行混合。混合温度基本 上取决于在该工艺中所用的沥青的梅特勒软化点（SPM)。优选地，混合温度将高于沥青的SPM60°C至 100°C以上。 适合于本专利技术的目的的混合装置是混合器，该混合器允许将沥青/碳质固体混合 物保留在上述温度或达到上述温度。作为示例，由￡;11311&(：〇.1^，661'1]^117提供的所 谓的当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制造碳电极或其它碳人工制品的工业工艺，所述工艺包括以下步骤：(a)在高于沥青的梅特勒软化点(SPM)50℃至120℃的温度条件下将具有高于150℃SPM的高熔点沥青和碳质固体混合，通过振动或挤压来按压或压缩，而在接近混合温度的温度不进行有意的冷却，(b)将所述人工制品传送至碳化炉而不进行有意的冷却，(c)碳化所述人工制品。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：亨利·斯坦梅茨，温弗里德·伯尼克，克里斯多夫·库哈特，
申请(专利权)人：罗格斯德国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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