一种加密阳极炭块用浸渍剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种加密阳极炭块用浸渍剂的制备方法，包括以下步骤：A)将煤沥青与溶剂在80～135℃下混合，得到煤沥青溶液；所述溶剂包括洗油和煤油；B)将所述煤沥青溶液进行离心分离，得到的上层液体进行减压蒸馏；C)将所述减压蒸馏后的产物与纳米碳粉混合，得到加密阳极炭块用浸渍剂。本发明专利技术制备的加密阳极炭块用浸渍剂沥青的QI值较低，使得在浸渍过程中，浸渍剂具有优异的流动性和渗透率，强化了浸渍剂的浸入效果，在浸渍焙烧工艺后，阳极的孔隙率得到有效降低。同时，得到的加密阳极炭块用浸渍剂的结焦能力值高，实现了对阳极炭块的加固和填充，有效提高了阳极炭块焙烧后的导电性能和机械强度。

【技术实现步骤摘要】
一种加密阳极炭块用浸渍剂及其制备方法
本专利技术涉及有色冶金
，尤其涉及一种加密阳极炭块用浸渍剂及其制备方法。
技术介绍
阳极炭块(anodecarbonblock)是指以石油焦、沥青焦为骨料，煤沥青为黏结剂生产的炭块，用作预焙铝电解槽的阳极材料。这种炭块经过焙烧，具有稳定的几何形状，所以也称预焙阳极炭块、习惯上又称为铝电解用炭阳极。石油焦或沥青焦的宏观结构为蜂窝状或纤维状，表面及内部存在许多大小不等且分布不均匀的孔隙。黏结剂煤沥青在焙烧过程中，由于自身分解、缩聚、炭化形成沥青焦的过程中也会形成许多大小不等的孔隙，这些孔隙的存在，影响预焙阳极自身的物理、化学性能，使得预焙阳极的机械强度、弹性模量、热导率、导电率等均受到影响。孔隙率较大的预焙阳极在一定温度下氧化速度较快，耐腐蚀性能降低，气体或液体更容易渗透，得到的预焙阳极的性能较差。浸渍是在一定温度和压力下使液态浸渍剂(如沥青、树脂、低熔点金属等)浸入炭材料气孔中的工艺过程。其目的是提高炭材料的密度，使多孔炭质材料致密化，降低气孔率和渗透率，增加炭材料的机械强度，改善导电、导热性能。同时，浸渍还对炭材料内部的裂纹和气孔等缺陷具有“修补”作用，可提高炭材料的强度。申请号为201710471029.1的中国专利提出了一种加密阳极炭块的制作方法及其采用的设备，其中所采用的浸渍剂为煤沥青、煤焦油以及树脂中的至少一种；或者是，为碳粉与煤沥青、煤焦油以及树脂中的至少一种进行混合形成的混合物。然而，上述浸渍剂的浸渍效果较差，采用这种浸渍剂制备得到的加密阳极炭块的孔隙率较高，导电性能和机械强度均有待于提高。专利技术内容有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种加密阳极炭块用浸渍剂及其制备方法，本专利技术制备得到的浸渍剂的浸渍效果较优，采用这种浸渍剂制备得到的加密阳极炭块的孔隙率较低，导电性能和机械强度均较高。本专利技术提供了一种加密阳极炭块用浸渍剂的制备方法，包括以下步骤：A)将煤沥青与溶剂在80～135℃下混合，得到煤沥青溶液；所述溶剂包括洗油和煤油；B)将所述煤沥青溶液进行离心分离，得到的上层液体进行减压蒸馏；C)将所述减压蒸馏后的产物与纳米碳粉混合，得到加密阳极炭块用浸渍剂。优选的，步骤A)中，所述溶剂与煤沥青的质量比为15～18：10。优选的，步骤A)中，所述洗油和煤油的质量比为8～16：10。优选的，步骤A)中，所述混合为搅拌混合，所述搅拌混合的时间为30～60min。优选的，步骤B)中，所述离心分离的转速为2000～2100r/min，所述离心分离的时间为4～6min。优选的，步骤B)中，所述减压蒸馏的温度为160℃～220℃，所述减压蒸馏的时间为30～60min。优选的，步骤B)中，所述减压蒸馏的压力为0.004～0.1MPa。优选的，步骤C)中，所述纳米碳粉的平均粒径为0.02～1.5μm。优选的，所述纳米碳粉与所述煤沥青的质量比为2～4：10。本专利技术还提供了一种上文所述制备方法制备的加密阳极炭块用浸渍剂。本专利技术提供了一种加密阳极炭块用浸渍剂的制备方法，包括以下步骤：A)将煤沥青与溶剂在80～135℃下混合，得到煤沥青溶液；所述溶剂包括洗油和煤油；B)将所述煤沥青溶液进行离心分离，得到的上层液体进行减压蒸馏；C)将所述减压蒸馏后的产物与纳米碳粉混合，得到加密阳极炭块用浸渍剂。本专利技术制备的加密阳极炭块用浸渍剂沥青的QI值(喹啉不溶物)较低，使得在浸渍过程中，浸渍剂具有优异的流动性和渗透率，强化了浸渍剂的浸入效果，在浸渍焙烧工艺后，阳极的孔隙率得到有效降低。同时，得到的加密阳极炭块用浸渍剂的结焦能力值高，实现了对阳极炭块的加固和填充，有效提高了阳极炭块焙烧后的导电性能和机械强度。将本专利技术制备的加密阳极炭块用浸渍剂经过浸渍焙烧工艺制成加密阳极炭块。对得到的加密阳极炭块的各项性能指标进行检测，结果表明，本专利技术的浸渍剂制备的加密阳极炭块的体积密度不低于1.733g/cm3，电阻率不高于41.2μΩ·m，耐压强度不低于67.34Mpa。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种加密阳极炭块用浸渍剂的制备方法，包括以下步骤：A)将煤沥青与溶剂在80～135℃下混合，得到煤沥青溶液；所述溶剂包括洗油和煤油；B)将所述煤沥青溶液进行离心分离，得到的上层液体进行减压蒸馏；C)将所述减压蒸馏后的产物与纳米碳粉混合，得到加密阳极炭块用浸渍剂。本专利技术先将煤沥青与溶剂在80～135℃下混合，得到煤沥青溶液。本专利技术对所述煤沥青的来源和种类并无特殊的限制，可以为一般市售。所述溶剂包括洗油和煤油。本专利技术对所述洗油和煤油的来源和种类并无特殊的限制，可以为一般市售。在本专利技术的某些实施例中，所述洗油和煤油的基本性质如表1所示。表1洗油和煤油的基本性质表1中，BMCL值是反映溶剂芳香度的指标；BMCI＝48640/T+473.7d204-456.8；T为平均沸点，K；d204为20℃下的相对温度。在本专利技术的实施例中，所述溶剂与煤沥青的质量比为15～18：10。在某些实施例中，所述溶剂与煤沥青的质量比为15：10或18：10。在本专利技术的实施例中，所述洗油和煤油的质量比为8～16：10。在某些实施例中，所述洗油和煤油的质量比为8：10、12：10或16：10。本专利技术采用洗油和煤油的混合溶剂，可以保证净化沥青较低的QI含量和较高的净化沥青回收率。所述混合的温度为80～135℃。在本专利技术的实施例中，所述混合的温度为80℃、100℃、110℃或135℃。在本专利技术的实施例中，所述混合为搅拌混合，所述搅拌混合的时间为30～60min。本专利技术对所述搅拌混合的搅拌方法并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的搅拌方法，将煤沥青溶解完全即可。在某些实施例中，所述搅拌混合的时间为30min、40min或60min。在本专利技术的实施例中，所述混合后，将得到的所述煤沥青溶液转移至离心试管中。得到煤沥青溶液后，将所述煤沥青溶液进行离心分离，得到的上层液体进行减压蒸馏。在本专利技术的实施例中，所述离心分离的转速为2000～2100r/min。在某些实施例中，所述离心分离的转速为2000r/min或2100r/min。在本专利技术的实施例中，所述离心分离的时间为4～6min。在某些实施例中，所述离心分离的时间为4min或6min。本专利技术进一步限定离心分离的转速和时间，可以进一步提高净化沥青的回收率。在本专利技术的实施例中，所述离心分离时，将所述离心管置于离心分离机中，进行离心分离。在本专利技术的某些实施例中，所述离心分离的设备为离心分离机。在本专利技术的实施例中，所述减压蒸馏的温度为160℃～220℃。在某些实施例中，所述减压蒸馏的温度为160℃、170℃、200℃或220℃。在本专利技术的实施例中，所述减压蒸馏的时间为30～60min。在某些实施例中，所述减压蒸馏的时间为30min、40min或60min。在本专利技术的实施例中，所述减压蒸馏的压力为0.004～0.1MPa。在某些实施例中，所述减压蒸馏的压力为0.00本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加密阳极炭块用浸渍剂的制备方法，包括以下步骤：A)将煤沥青与溶剂在80～135℃下混合，得到煤沥青溶液；所述溶剂包括洗油和煤油；B)将所述煤沥青溶液进行离心分离，得到的上层液体进行减压蒸馏；C)将所述减压蒸馏后的产物与纳米碳粉混合，得到加密阳极炭块用浸渍剂。

【技术特征摘要】
1.一种加密阳极炭块用浸渍剂的制备方法，包括以下步骤：A)将煤沥青与溶剂在80～135℃下混合，得到煤沥青溶液；所述溶剂包括洗油和煤油；B)将所述煤沥青溶液进行离心分离，得到的上层液体进行减压蒸馏；C)将所述减压蒸馏后的产物与纳米碳粉混合，得到加密阳极炭块用浸渍剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤A)中，所述溶剂与煤沥青的质量比为15～18：10。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤A)中，所述洗油和煤油的质量比为8～16：10。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤A)中，所述混合为搅拌混合，所述搅拌混合的时间为30～60min。5.根据权利要求1所述的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贺松，侯文渊，徐倜波，李茂，程本军，朱晓伟，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43