權(quán)利要求

1.一種預(yù)焙陽極高溫混捏的方法，包括以下步驟：

將骨料進(jìn)行干混;

將干混后的所述骨料加熱至第一設(shè)定溫度T1;

將高結(jié)焦值粘結(jié)劑加入加熱后的所述骨料中進(jìn)行高溫混捏，得到糊料;

將所述糊料用于制備預(yù)焙陽極;

其中，所述第一設(shè)定溫度T1>混捏完畢后糊料的溫度TH;

所述混捏完畢后糊料的溫度TH滿足如下關(guān)系式：

TR×1.1+40℃ 

式中TR為所述高結(jié)焦值粘結(jié)劑的軟化點(diǎn)溫度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述高結(jié)焦值粘結(jié)劑包括以下至少一種：高結(jié)焦值的煤焦油瀝青、煤液化瀝青和石油基瀝青。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述高結(jié)焦值粘結(jié)劑的軟化點(diǎn)溫度TR為130℃～250℃。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述高結(jié)焦值粘結(jié)劑的質(zhì)量為所述糊料的總質(zhì)量的14%～17%。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述第一設(shè)定溫度T1為200℃～350℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述加熱的方式包括：微波加熱或電發(fā)熱體加熱。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述將骨料進(jìn)行干混，具體包括：

配制骨料;

在第二設(shè)定溫度T2下，將配制后的所述骨料進(jìn)行干混;

其中，所述第二設(shè)定溫度T2為130℃～160℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，將所述糊料用于制備預(yù)焙陽極，具體包括：

將所述糊料進(jìn)行成型，得到預(yù)焙陽極生坯;

將所述預(yù)焙陽極生坯進(jìn)行焙燒，得到預(yù)焙陽極。

9.一種預(yù)焙陽極，由權(quán)利要求1～8任一所述的預(yù)焙陽極高溫混捏的方法制得。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的預(yù)焙陽極，所述預(yù)焙陽極的性能滿足以下至少一項(xiàng)：體積密度大于1.6g/m3，電阻率為小于53μΩm，空氣反應(yīng)殘余率為大于85%，二氧化碳反應(yīng)殘余率大于90%。

說明書

復(fù)制說明書

技術(shù)領(lǐng)域

[0001]本申請(qǐng)涉及預(yù)焙陽極制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種預(yù)焙陽極及其高溫混捏方法。

背景技術(shù)

[0002]預(yù)焙陽極是以石油焦、瀝青焦為骨料，煤瀝青為黏結(jié)劑制造而成的炭塊，用作預(yù)焙鋁電解槽的陽極材料。這種炭塊已經(jīng)過焙燒，具有穩(wěn)定的幾何形狀，也稱為預(yù)焙陽極炭塊或鋁電解用炭陽極。

[0003]鋁電解行業(yè)對(duì)預(yù)焙陽極性能提出了更高的要求，現(xiàn)有預(yù)焙陽極的性能逐漸不能滿足產(chǎn)業(yè)需要，故需要提供一種提高預(yù)焙陽極性能的方法。預(yù)焙陽極制備過程中，混捏屬于重要工序之一，一般分為干混和濕混。首先是干混，將按照一定比例配制好的炭質(zhì)骨料加入干混設(shè)備混勻，并同時(shí)由導(dǎo)熱油將骨料進(jìn)行加熱。隨后將混勻且預(yù)熱后的骨料倒入濕混設(shè)備，加入粘結(jié)劑進(jìn)行濕混，受加熱方式限制，濕混溫度一般在160℃～190℃區(qū)間內(nèi)，因此只能選用軟化點(diǎn)在120℃以下的粘結(jié)劑。

發(fā)明內(nèi)容

[0004]本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N預(yù)焙陽極及其高溫混捏方法，以解決如下技術(shù)問題：如何提高預(yù)焙陽極的性能。

[0005]第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種預(yù)焙陽極高溫混捏的方法，包括以下步驟：

[0006]將骨料進(jìn)行干混;

[0007]將干混后的所述骨料繼續(xù)加熱至第一設(shè)定溫度T1;

[0008]將高結(jié)焦值粘結(jié)劑加入加熱后的所述骨料中進(jìn)行高溫混捏，得到糊料;

[0009]將所述糊料用于制備預(yù)焙陽極;

[0010]其中，所述第一設(shè)定溫度T1>混捏后的糊料溫度TH;

[0011]所述混捏完畢后糊料的溫度TH滿足如下關(guān)系式：

[0012]TR×1.1+40℃ 

[0013]式中TR為高結(jié)焦值粘結(jié)劑的軟化點(diǎn)溫度。

[0014]可選的，所述高結(jié)焦值粘結(jié)劑包括以下至少一種：高結(jié)焦值的煤焦油瀝青、煤液化瀝青和石油基瀝青。

[0015]可選的，所述高結(jié)焦值粘結(jié)劑的軟化點(diǎn)溫度TR為130℃～250℃。

[0016]可選的，所述高結(jié)焦值粘結(jié)劑的質(zhì)量為所述糊料的總質(zhì)量的14%～17%。

[0017]可選的，所述第一設(shè)定溫度T1為200℃～350℃。

[0018]可選的，所述加熱的方式包括：微波加熱或電發(fā)熱體加熱。

[0019]可選的，所述將骨料進(jìn)行干混，具體包括：

[0020]配制骨料;

[0021]在第二設(shè)定溫度T2下，將配制后的所述骨料進(jìn)行干混;

[0022]其中，所述第二設(shè)定溫度T2為130℃～160℃。

[0023]可選的，將所述糊料用于制備預(yù)焙陽極，具體包括：

[0024]將所述糊料進(jìn)行成型，得到預(yù)焙陽極生坯;

[0025]將所述預(yù)焙陽極生坯進(jìn)行焙燒，得到預(yù)焙陽極。

[0026]第二方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種預(yù)焙陽極，采用第一方面所述的預(yù)焙陽極高溫混捏的方法制得。

[0027]可選的，所述預(yù)焙陽極的性能至少滿足以下一項(xiàng)：體積密度大于1.6g/m3，電阻率小于53μΩm，空氣反應(yīng)殘余率大于85%，二氧化碳反應(yīng)殘余率大于90%。

[0028]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)：

[0029]本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N預(yù)焙陽極及其高溫混捏的方法，所述高溫混捏的方法包括以下步驟：獲得干混后的骨料;將干混后的所述骨料進(jìn)行加熱，使得骨料溫度達(dá)到混捏后的糊料溫度TH以上，為使用高結(jié)焦值粘結(jié)劑提供條件，方便后期進(jìn)行濕混;將具有高結(jié)焦值的粘結(jié)劑加入到加熱后的所述骨料中進(jìn)行高溫混捏，使得粘結(jié)劑完全融化并充分浸潤骨料，得到混捏后的糊料;將所述糊料用于制備預(yù)焙陽極;控制混捏后的糊料溫度滿足TR×1.1+40℃ 

附圖說明

[0030]此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本申請(qǐng)的實(shí)施例，并與說明書一起用于解釋本申請(qǐng)的原理。

[0031]為了更清楚地說明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見的，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

[0032]圖1為依據(jù)本申請(qǐng)一些實(shí)施例的一種預(yù)焙陽極高溫混捏的方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

[0033]為使本申請(qǐng)實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本申請(qǐng)的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。

[0034]本申請(qǐng)的各種實(shí)施例可以以一個(gè)范圍的形式存在;應(yīng)當(dāng)理解，以一范圍形式的描述僅僅是因?yàn)榉奖慵昂啙?，不?yīng)理解為對(duì)本申請(qǐng)范圍的硬性限制;因此，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為所述的范圍描述已經(jīng)具體公開所有可能的子范圍以及該范圍內(nèi)的單一數(shù)值;例如，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為從1到6的范圍描述已經(jīng)具體公開子范圍，例如從1到3，從1到4，從1到5，從2到4，從2到6，從3到6等，以及所述范圍內(nèi)的單一數(shù)字，例如1、2、3、4、5及6，此不管范圍為何皆適用;另外，每當(dāng)在本文中指出數(shù)值范圍，是指包括所指范圍內(nèi)的任何引用的數(shù)字(分?jǐn)?shù)或整數(shù))。

[0035]在本文中，術(shù)語包括“包含”等是指“包括但不限于”。諸如“第一”和“第二”等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序?！昂?或”，描述關(guān)聯(lián)對(duì)象的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表示可以存在三種關(guān)系，例如，A和/或B，可以表示：單獨(dú)存在A，同時(shí)存在A和B，單獨(dú)存在B的情況;其中A，B可以是單數(shù)或者復(fù)數(shù)。“至少一個(gè)”是指一個(gè)或者多個(gè)，“多個(gè)”是指兩個(gè)或兩個(gè)以上;“至少一種”、“以下至少一項(xiàng)(個(gè))”或其類似表達(dá)，是指的這些項(xiàng)中的任意組合，包括單項(xiàng)(個(gè))或復(fù)數(shù)項(xiàng)(個(gè))的任意組合;例如，“a，b，或c中的至少一項(xiàng)(個(gè))”，或，“a，b，和c中的至少一項(xiàng)(個(gè))”，均可以表示：a，b，c，a-b(即a和b)，a-c，b-c，或a-b-c，其中a，b，c分別可以是單個(gè)，也可以是多個(gè)?！胺輸?shù)表示法”如重量份、質(zhì)量份等表示的是各組分之間比例關(guān)系。本文涉及的比例關(guān)系中，需要通過比例描述的參數(shù)應(yīng)按照描述的先后順序理解為比例式的前項(xiàng)，比例數(shù)字則理解為比例式的后項(xiàng)，例如，物質(zhì)A、物質(zhì)B和物質(zhì)C的質(zhì)量比為1:2:3，則物質(zhì)A、物質(zhì)B和物質(zhì)C應(yīng)按描述順序在比例式中與比例數(shù)字一一對(duì)應(yīng)，即，物質(zhì)A的質(zhì)量:物質(zhì)B的質(zhì)量:物質(zhì)C的質(zhì)量=1:2:3。

[0036]除非另有特別說明，本文中用到的各種原材料、試劑、儀器和設(shè)備等，均可通過市場購買得到或者可通過現(xiàn)有方法制備得到。

[0037]圖1為依據(jù)本申請(qǐng)一些實(shí)施例的一種預(yù)焙陽極高溫混捏的方法流程示意圖;

[0038]如圖1所示，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種預(yù)焙陽極高溫混捏的方法，包括：

[0039]S1、將骨料進(jìn)行干混;

[0040]S2、將干混后的所述骨料繼續(xù)加熱至第一設(shè)定溫度T1;

[0041]S3、將高結(jié)焦值粘結(jié)劑加入加熱后的所述骨料中進(jìn)行高溫混捏，得到糊料;

[0042]S4、將所述糊料用于制備預(yù)焙陽極;

[0043]其中，所述第一設(shè)定溫度T1>混捏后的糊料溫度TH;

[0044]所述混捏后糊料的溫度滿足如下關(guān)系式：

[0045]TR×1.1+40℃ 

[0046]式中TR為高結(jié)焦值粘結(jié)劑的軟化點(diǎn)溫度。

[0047]在上述實(shí)施方式中，骨料可以為石油焦或?yàn)r青焦。將干混后的所述骨料繼續(xù)加熱至混捏后的糊料溫度TH以上，目的在于為使用高結(jié)焦值粘結(jié)劑提供條件，采用高結(jié)焦值粘結(jié)劑與加熱后的骨料進(jìn)行混捏，得到糊料。將干混后的骨料加熱至第一設(shè)定溫度T1，且T1大于混捏后的糊料溫度TH，可以確保粘結(jié)劑在混捏過程中能夠充分融化并均勻分布在骨料之間、浸潤骨料?；炷笸戤吅蠛系臏囟萒H控制在TR×1.1+40℃至TR×1.1+60℃之間，既可以避免粘結(jié)劑因溫度過高而過度揮發(fā)結(jié)焦，又可以確保粘結(jié)劑與骨料之間的充分浸潤和結(jié)合;另外，促使糊料流動(dòng)性和浸潤性適宜，綜合性能好，用于制備預(yù)焙陽極可以提高預(yù)焙陽極體積密度、導(dǎo)電性、抗氧化性以及可載電流密度。高結(jié)焦值粘結(jié)劑在焙燒過程中能夠形成更多的結(jié)焦，有助于提高預(yù)焙陽極的體積密度、導(dǎo)電性和致密性。

[0048]效果分析：

[0049]1、體積密度的提高：高結(jié)焦值粘結(jié)劑的使用和混捏溫度的控制有助于在混捏過程中形成更緊密的結(jié)構(gòu)，減少氣孔率。焙燒過程中形成的更多結(jié)焦也有助于提高預(yù)焙陽極的體積密度。

[0050]2、導(dǎo)電性的改善：高結(jié)焦值粘結(jié)劑的使用和混捏溫度的控制形成更多的結(jié)焦、減少氣孔率，有助于提高預(yù)焙陽極內(nèi)部導(dǎo)電性，降低其電阻率。

[0051]3、抗氧化性能的提升：高質(zhì)量的粘結(jié)劑和優(yōu)化的混捏工藝能夠減少預(yù)焙陽極中的缺陷、減少空氣滲透率，從而提高其抗氧化性能。致密的結(jié)構(gòu)和均勻的成分也有助于提高預(yù)焙陽極在惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定性和使用壽命。

[0052]綜上所述，采用高結(jié)焦值的粘結(jié)劑生產(chǎn)預(yù)焙陽極，并通過精確控制混捏溫度等工藝參數(shù)，可以顯著提高預(yù)焙陽極的體積密度、導(dǎo)電性和抗氧化性能等指標(biāo)。這一方法具有廣闊的應(yīng)用前景和重要的實(shí)際意義。

[0053]作為一種可選的實(shí)施方式，所述高結(jié)焦值粘結(jié)劑包括以下至少一種：高結(jié)焦值的煤焦油瀝青、煤液化瀝青和石油基瀝青。

[0054]在上述實(shí)施方式中，高結(jié)焦值的煤焦油瀝青、煤液化瀝青和石油基瀝青均屬于瀝青類，軟化點(diǎn)高，用于制備預(yù)焙陽極具有更多結(jié)焦、減少揮發(fā)份分析出后氣孔的好處。高結(jié)焦值煤焦油瀝青：它是從煤焦油中經(jīng)過進(jìn)一步加工得到的產(chǎn)物，具有較高的軟化點(diǎn)和良好的粘結(jié)性能，高結(jié)焦值煤焦油瀝青能夠在高溫下保持較好的流動(dòng)性，從而確保與骨料之間的充分混合和均勻分布，在焙燒過程中，高結(jié)焦值煤焦油瀝青能夠形成致密的焦炭結(jié)構(gòu)，有助于提高預(yù)焙陽極的體積密度和導(dǎo)電性。高結(jié)焦值煤液化瀝青：它是通過煤的液化過程得到的，具有較高的碳含量和較低的灰分，它同樣具有良好的粘結(jié)性和流動(dòng)性，能夠在高溫下與骨料緊密結(jié)合，高結(jié)焦值煤液化瀝青的使用有助于提高預(yù)焙陽極的強(qiáng)度和抗氧化性能。高結(jié)焦值石油基瀝青：高結(jié)焦值石油基瀝青是從石油加工過程中得到的，具有較高的軟化點(diǎn)和結(jié)焦值，它能夠在高溫下保持穩(wěn)定的性能，不易揮發(fā)或分解，高結(jié)焦值石油基瀝青的使用有助于增加預(yù)焙陽極的焦炭含量，從而提高其導(dǎo)電性和體積密度。這些高結(jié)焦值粘結(jié)劑的選擇和使用，對(duì)于預(yù)焙陽極的性能提升至關(guān)重要，它們不僅有助于提高預(yù)焙陽極的體積密度、導(dǎo)電性和抗氧化性能，還能夠滿足鋁電解行業(yè)對(duì)高性能、綠色節(jié)能低碳的需求。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，可以根據(jù)具體的生產(chǎn)條件和性能要求，選擇適合的粘結(jié)劑種類和配比，以優(yōu)化預(yù)焙陽極的性能和生產(chǎn)成本。同時(shí)，還需要注意粘結(jié)劑的質(zhì)量控制和穩(wěn)定性，以確保預(yù)焙陽極的質(zhì)量和一致性。

[0055]作為一種可選的實(shí)施方式，所述高結(jié)焦值粘結(jié)劑的軟化點(diǎn)溫度TR為130℃～250℃。

[0056]在上述實(shí)施方式中，高結(jié)焦值粘結(jié)劑的軟化點(diǎn)溫度TR是粘結(jié)劑在特定條件下開始軟化的溫度，它直接影響到粘結(jié)劑在混捏和焙燒過程中的行為，進(jìn)而影響到預(yù)焙陽極的性能。在混捏過程中，粘結(jié)劑需要具有一定的流動(dòng)性，以便與骨料充分混合浸潤?？刂聘呓Y(jié)焦值粘結(jié)劑的軟化點(diǎn)溫度TR為130℃～250℃的原因在于：為了獲得好的混捏效果，本專利技術(shù)混捏起始溫度一般要高于軟化點(diǎn)100℃左右，若軟化點(diǎn)高于250℃，則混捏起始溫度要達(dá)到350℃以上，高溫易導(dǎo)致粘結(jié)劑揮發(fā)份析出、變性結(jié)焦，難以獲得好的混捏效果;若軟化點(diǎn)低于130℃，則具有性價(jià)比的粘結(jié)劑的結(jié)焦值一般較低，難以獲得好的陽極品質(zhì)。示例性的，可以選擇軟化點(diǎn)溫度TR為130℃，140℃，150℃，160℃，170℃，180℃，190℃，200℃，210℃，220℃，230℃，240℃或者250℃的高結(jié)焦值粘結(jié)劑。

[0057]作為一種可選的實(shí)施方式，所述高結(jié)焦值粘結(jié)劑的質(zhì)量為所述糊料總質(zhì)量的14%～17%。

[0058]在上述實(shí)施方式中，高結(jié)焦值粘結(jié)劑的質(zhì)量為糊料總質(zhì)量的14%～17%，這一比例范圍是基于實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和性能需求而確定的?？刂普辰Y(jié)劑質(zhì)量比例范圍的原因包括：1、影響預(yù)焙陽極性能：粘結(jié)劑的質(zhì)量比例直接影響到預(yù)焙陽極的體積密度、導(dǎo)電性、抗氧化性能等關(guān)鍵指標(biāo);適量的粘結(jié)劑能夠確保骨料之間的緊密結(jié)合，形成致密的焦炭結(jié)構(gòu)，從而提高預(yù)焙陽極的性能。2、控制生產(chǎn)成本：粘結(jié)劑是預(yù)焙陽極生產(chǎn)中的重要原材料之一，其成本占比較大;通過合理控制粘結(jié)劑的質(zhì)量比例，可以在保證性能的同時(shí)降低生產(chǎn)成本。若質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于17%，則可能制得的預(yù)焙陽極孔隙率高、影響其致密性和抗氧化性;若質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于14%，則可能糊料流動(dòng)性差，造成粘結(jié)劑分布不均勻，生成內(nèi)部缺陷，影響預(yù)焙陽極質(zhì)量。

[0059]作為一種可選的實(shí)施方式，所述第一設(shè)定溫度T1為200℃～350℃。

[0060]在上述實(shí)施方式中，在預(yù)焙陽極的制備過程中，將干混后的骨料加熱至200℃～350℃是一個(gè)關(guān)鍵步驟。這一步驟通常發(fā)生在混捏過程之前，旨在提高骨料濕混的溫度，使其更適合與粘結(jié)劑進(jìn)行混合，并確?；炷蠛蟮暮暇哂兴璧男阅芎徒Y(jié)構(gòu)。加熱目的：1、提高骨料溫度：將骨料加熱至200℃～350℃可以使其達(dá)到適合與粘結(jié)劑混捏的溫度范圍;這一溫度范圍有助于確保粘結(jié)劑能夠均勻地分布在骨料之間。2、促進(jìn)粘結(jié)劑融化：高結(jié)焦值的粘結(jié)劑通常具有較高的軟化點(diǎn)溫度;將骨料加熱至較高溫度有助于粘結(jié)劑融化，從而更容易與骨料混合并形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。3、改善混捏效果：加熱后的骨料與粘結(jié)劑混合時(shí)，由于溫度較高，混捏過程更加均勻和充分，有助于形成高質(zhì)量的糊料?？刂频谝辉O(shè)定溫度范圍的目的在于保證骨料與高結(jié)焦值粘結(jié)劑混合時(shí)的初始溫度較高，不僅可以融化粘結(jié)劑，同時(shí)與粘結(jié)劑攪拌時(shí)由于溫差可以對(duì)粘結(jié)劑形成一定的吸力，有助于混合、浸潤均勻。當(dāng)?shù)谝辉O(shè)定溫度高于350℃時(shí)，則易導(dǎo)致粘結(jié)劑揮發(fā)份析出、變性結(jié)焦，難以獲得好的混捏效果;當(dāng)?shù)谝辉O(shè)定溫度低于200℃時(shí)，則可能難以滿足高結(jié)焦值粘結(jié)劑完全融化浸潤骨料的需要，降低預(yù)焙陽極品質(zhì)。示例性的，所述第一設(shè)定溫度T1可以為200℃，210℃，220℃，230℃，240℃，250℃，260℃，270℃，280℃，290℃，300℃，310℃，320℃，330℃，340℃或350℃。

[0061]作為一種可選的實(shí)施方式，所述加熱的方式包括：微波加熱或電發(fā)熱體加熱。

[0062]在上述實(shí)施方式中，加熱方式可以根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備的具體情況和工藝要求來選擇。常見的加熱方式包括：微波加熱：微波加熱具有加熱速度快、加熱均勻等優(yōu)點(diǎn)，適用于對(duì)骨料進(jìn)行快速加熱。電發(fā)熱體加熱：通過電發(fā)熱體將熱量傳遞給骨料，使其達(dá)到所需的溫度。這種方式加熱穩(wěn)定，易于控制。

[0063]作為一種可選的實(shí)施方式，所述將骨料進(jìn)行干混，具體包括：

[0064]配制骨料;

[0065]在第二設(shè)定溫度T2下，將配制后的所述骨料進(jìn)行干混;

[0066]其中，所述第二設(shè)定溫度T2為130℃～160℃。

[0067]在上述實(shí)施方式中，所述骨料為制備預(yù)焙陽極所采用的原料，可以為石油焦骨料或石油焦骨料組合物，也可以是其他能夠用于制備預(yù)焙陽極的骨料或骨料組合物?？刂频诙O(shè)定溫度的原因在于充分利用現(xiàn)有預(yù)焙陽極生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行加熱。在預(yù)焙陽極的制備流程中，對(duì)骨料進(jìn)行干混是一個(gè)至關(guān)重要的初步環(huán)節(jié)。此環(huán)節(jié)不僅關(guān)乎到骨料能否均勻混合，還直接影響到后續(xù)與粘結(jié)劑的混捏效果及最終預(yù)焙陽極的性能。骨料配制：首先，需根據(jù)既定的配方精確稱量各種骨料，這些骨料可能涵蓋不同粒徑的顆粒料與粉料，它們各自在預(yù)焙陽極中發(fā)揮著特定的作用，如提供結(jié)構(gòu)支撐、增強(qiáng)導(dǎo)電性等，骨料的種類、粒徑分布及配比均經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，以滿足預(yù)焙陽極的性能需求。干混設(shè)備：干混過程通常在專用的干混設(shè)備中進(jìn)行，如干混鍋或預(yù)熱螺旋;這些設(shè)備設(shè)計(jì)有高效的攪拌機(jī)構(gòu)，能夠確保骨料在加熱的同時(shí)得到充分混合?；旌暇鶆蛐裕涸诟苫爝^程中，需密切關(guān)注骨料的混合均勻性;通過調(diào)整攪拌速度、混合時(shí)間及設(shè)備參數(shù)，可以確保骨料達(dá)到理想的混合效果，為后續(xù)與粘結(jié)劑的混捏奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。干混效果評(píng)估：干混結(jié)束后，需對(duì)混合后的骨料進(jìn)行質(zhì)量檢查;這包括但不限于檢查混合均勻性、骨料溫度是否達(dá)標(biāo)等問題;通過嚴(yán)格的質(zhì)量控制，可以確保干混過程符合既定標(biāo)準(zhǔn)，為后續(xù)的混捏步驟提供高質(zhì)量的骨料。

[0068]作為一種可選的實(shí)施方式，將所述糊料用于制備預(yù)焙陽極，具體包括：

[0069]將所述糊料進(jìn)行成型，得到預(yù)焙陽極生坯;

[0070]將所述預(yù)焙陽極生坯進(jìn)行焙燒，得到預(yù)焙陽極。

[0071]在預(yù)焙陽極的制備流程中，將糊料轉(zhuǎn)化為最終的預(yù)焙陽極產(chǎn)品，需要經(jīng)過成型和焙燒兩個(gè)核心步驟。糊料成型：將經(jīng)過高溫混捏得到的糊料，通過成型工藝，轉(zhuǎn)化為具有一定形狀和尺寸的預(yù)焙陽極生坯。成型過程需確保生坯內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻，無氣泡、裂紋等缺陷，以保證后續(xù)焙燒過程的順利進(jìn)行和最終產(chǎn)品的性能。

[0072]成型方法：常見的成型方法包括模壓成型、擠壓成型和振動(dòng)成型等。模壓成型是將糊料放入模具中，通過施加壓力使其成型為所需形狀;擠壓成型則是利用螺旋擠壓機(jī)等設(shè)備，將糊料連續(xù)擠壓成條狀或其他形狀;振動(dòng)成型則是利用振動(dòng)臺(tái)產(chǎn)生的振動(dòng)波，使糊料在模具中逐漸密實(shí)并成型。成型設(shè)備：成型設(shè)備需根據(jù)所選的成型方法和生產(chǎn)規(guī)模進(jìn)行選擇。模壓成型常用的設(shè)備有液壓機(jī)、機(jī)械壓力機(jī)等;擠壓成型則常采用螺旋擠壓機(jī)、活塞擠壓機(jī)等;振動(dòng)成型則常用振動(dòng)臺(tái)或振動(dòng)成型機(jī)等設(shè)備。

[0073]預(yù)焙陽極生坯焙燒：將成型后的預(yù)焙陽極生坯在高溫下進(jìn)行焙燒，使其內(nèi)部的粘結(jié)劑發(fā)生熱解、碳化等反應(yīng)，形成致密的焦炭結(jié)構(gòu)。焙燒過程還需確保生坯內(nèi)部的水分、揮發(fā)分等完全排出，以提高預(yù)焙陽極的導(dǎo)電性和抗氧化性能。焙燒溫度：焙燒溫度通常設(shè)定在較高的范圍內(nèi)，以確保粘結(jié)劑能夠充分反應(yīng)并形成焦炭結(jié)構(gòu)。具體的焙燒溫度需根據(jù)所選的粘結(jié)劑種類、生坯的尺寸和形狀以及生產(chǎn)要求等因素進(jìn)行確定。焙燒設(shè)備：焙燒設(shè)備需能夠承受高溫和長期運(yùn)行的要求。常見的焙燒設(shè)備是預(yù)焙陽極用敞開環(huán)式焙燒爐。焙燒過程控制：在焙燒過程中，需嚴(yán)格控制溫度、氣氛和時(shí)間等參數(shù)，以確保生坯能夠均勻受熱并充分反應(yīng)。還需對(duì)焙燒后的產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢查，包括外觀、尺寸、導(dǎo)電性、抗氧化性能等方面的檢測。

[0074]第二方面，基于一個(gè)總的發(fā)明構(gòu)思，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種預(yù)焙陽極，采用第一方面所述的預(yù)焙陽極高溫混捏的方法制得。

[0075]采用高溫混捏方法制得的預(yù)焙陽極，相較于傳統(tǒng)中溫混捏技術(shù)制得的陽極，在性能上通常會(huì)有顯著提升，具體表現(xiàn)包括

[0076]一、高溫混捏技術(shù)的優(yōu)勢：1、提高混捏均勻性：高溫環(huán)境能加速物料間的化學(xué)反應(yīng)，使粘結(jié)劑更均勻地分布在骨料之間，從而提高混捏的均勻性。2、增強(qiáng)物料結(jié)合強(qiáng)度：高溫混捏有助于粘結(jié)劑與骨料之間形成更強(qiáng)的化學(xué)鍵合，從而提高物料的結(jié)合強(qiáng)度。3、可以使用高結(jié)焦值粘結(jié)劑(通常具有高軟化點(diǎn))生產(chǎn)預(yù)焙陽極，提高預(yù)焙陽極理化性能。

[0077]二、預(yù)焙陽極的性能特點(diǎn)：1、高導(dǎo)電性：由于高溫混捏使得粘結(jié)劑與骨料之間形成了緊密的結(jié)合，預(yù)焙陽極內(nèi)部的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)更加完善，從而提高了其導(dǎo)電性。2、高抗壓強(qiáng)度：高溫混捏技術(shù)、高結(jié)焦值粘結(jié)劑的使用使得預(yù)焙陽極的內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加致密，從而提高了其抗壓強(qiáng)度。3、良好的抗氧化性能：高溫混捏技術(shù)、高結(jié)焦值粘結(jié)劑的使用使得制品結(jié)構(gòu)致密均勻，減少了空氣滲透率、降低了選擇性氧化的概率，從而提高了預(yù)焙陽極的抗氧化性能。4、低孔隙度：高溫混捏技術(shù)、高結(jié)焦值粘結(jié)劑的使用使得制品結(jié)構(gòu)致密均勻形成了低孔隙度的結(jié)構(gòu)，這有助于提高陽極的密度和穩(wěn)定性。

[0078]三、應(yīng)用前景：隨著鋁電解工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)預(yù)焙陽極的性能要求也在不斷提高。采用高溫混捏技術(shù)制得的預(yù)焙陽極，由于其優(yōu)異的性能特點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。這種陽極不僅可以提高鋁電解槽的運(yùn)行效率，降低生產(chǎn)成本，還可以減少環(huán)境污染，符合當(dāng)前綠色、環(huán)保的生產(chǎn)理念。

[0079]所述預(yù)焙陽極是基于上述預(yù)焙陽極高溫混捏的方法來制得的，該方法的具體步驟可參照上述實(shí)施例，由于所述預(yù)焙陽極采用了上述實(shí)施例的部分或全部技術(shù)方案，因此至少具有上述實(shí)施例的技術(shù)方案所帶來的所有有益效果，在此不再一一贅述。

[0080]作為一種可選的實(shí)施方式，所述預(yù)焙陽極的性能至少滿足以下一項(xiàng)要求：

[0081]體積密度大于1.6g/m3，電阻率為小于53μΩm，空氣反應(yīng)殘余率為大于85%，二氧化碳反應(yīng)殘余率為大于90%。

[0082]在上述實(shí)施方式中，控制體積密度為大于1.6g/m3的原因在于這一指標(biāo)反映了預(yù)焙陽極的致密程度，對(duì)導(dǎo)電性和機(jī)械強(qiáng)度有重要影響。電阻率小于53μΩ·m，電阻率越低，導(dǎo)電性越好，有助于降低能耗和提高電解效率。空氣反應(yīng)殘余率大于85%，這一指標(biāo)反映了預(yù)焙陽極在空氣中的抗氧化性能，殘余率越高，抗氧化性能越好。二氧化碳反應(yīng)殘余率為大于90%，這一指標(biāo)反映了預(yù)焙陽極在高溫下與二氧化碳的反應(yīng)性能，殘余率越高，說明預(yù)焙陽極在電解過程中能夠保持穩(wěn)定，不易被氧化。

[0083]下面結(jié)合具體的實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本申請(qǐng)。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，通常按照國家標(biāo)準(zhǔn)/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)測定;若沒有相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，則按照通用的國際標(biāo)準(zhǔn)、常規(guī)條件或按照制造廠商所建議的條件進(jìn)行。

[0084]實(shí)施例1

[0085]本實(shí)施例提供一種預(yù)焙陽極高溫混捏的方法，包括以下步驟：

[0086]配制骨料：將石油焦的粗粒：中粒：小顆粒：粉料按18：21：26：35的質(zhì)量比進(jìn)行配制，得到石油焦骨料;

[0087]干混骨料：將配制好的石油焦骨料加入干混鍋中，在135℃的溫度下進(jìn)行干混;

[0088]加熱骨料：將干混后的石油焦骨料裝入工業(yè)微波爐中利用微波加熱到340℃，然后將高溫的石油焦骨料裝入濕混鍋;

[0089]高溫捏混：向加熱后的石油焦骨料中加入軟化點(diǎn)溫度TR為241℃的石油基瀝青，質(zhì)量占比為15%，進(jìn)行高溫混捏，混捏完畢時(shí)糊料的溫度TH為308℃，滿足TR×1.1+40℃ 

[0090]預(yù)焙陽極制備：將糊料經(jīng)過成型、焙燒后得到的預(yù)焙陽極炭塊，對(duì)其進(jìn)行性能測試，得到其體積密度為1.69g/m3，電阻率為50.3μΩm，空氣反應(yīng)殘余率為89.6%，二氧化碳反應(yīng)殘余率為93.1%。

[0091]實(shí)施例2

[0092]本實(shí)施例提供一種預(yù)焙陽極高溫混捏的方法，包括以下步驟：

[0093]配制骨料：將石油焦的粗粒：中粒：小顆粒：粉料按20：22：25：33的質(zhì)量比進(jìn)行配制，得到石油焦骨料;

[0094]干混骨料：將配制好的石油焦骨料加入干混鍋中，在155℃的溫度下進(jìn)行干混;

[0095]加熱骨料：將干混后的石油焦骨料采用電發(fā)熱體加熱到285℃，然后將高溫的石油焦骨料裝入濕混鍋;

[0096]高溫捏混：向加熱后的石油焦骨料中加入軟化點(diǎn)溫度TR為186℃的煤液化瀝青，質(zhì)量占比為16.5%，進(jìn)行高溫混捏，混捏完畢時(shí)糊料的溫度TH為257℃，滿足TR×1.1+40℃ 

[0097]預(yù)焙陽極制備：將糊料經(jīng)過成型、焙燒后得到的預(yù)焙陽極炭塊，對(duì)其進(jìn)行性能測試，得到其體積密度為1.67g/m3，電阻率為51.7μΩm，空氣反應(yīng)殘余率為86.1%，二氧化碳反應(yīng)殘余率為91.6%。

[0098]實(shí)施例3

[0099]本實(shí)施例提供一種預(yù)焙陽極高溫混捏的方法，包括以下步驟：

[0100]配制骨料：將石油焦的粗粒：中粒：小顆粒：粉料按23：21：26：30的質(zhì)量比進(jìn)行配制，得到石油焦骨料;

[0101]干混骨料：將配制好的石油焦骨料加入干混鍋中，在155℃的溫度下進(jìn)行干混;

[0102]加熱骨料：將干混后的石油焦骨料裝入工業(yè)微波爐中利用微波加熱到215℃，然后將高溫的石油焦骨料裝入濕混鍋;

[0103]高溫捏混：向加熱后的石油焦骨料中加入軟化點(diǎn)溫度TR為135℃的煤焦油瀝青，質(zhì)量占比為15%，進(jìn)行高溫混捏，混捏完畢時(shí)糊料的溫度TH為197℃，滿足TR×1.1+40℃ 

[0104]預(yù)焙陽極制備：將糊料經(jīng)過成型、焙燒后得到的預(yù)焙陽極炭塊，對(duì)其進(jìn)行性能測試，得到其體積密度為1.63g/m3，電阻率為51.6μΩm，空氣反應(yīng)殘余率為85.1%，二氧化碳反應(yīng)殘余率為92.7%。

[0105]實(shí)施例4

[0106]本實(shí)施例提供一種預(yù)焙陽極高溫混捏的方法，包括以下步驟：

[0107]配制骨料：將石油焦的粗粒：中粒：小顆粒：粉料按19：22：27：32的質(zhì)量比進(jìn)行配制，得到石油焦骨料;

[0108]干混骨料：將配制好的石油焦骨料加入干混鍋中，在143℃的溫度下進(jìn)行干混;

[0109]加熱骨料：將干混后的石油焦骨料裝入工業(yè)微波爐中利用微波加熱到285℃，然后將高溫的石油焦骨料裝入濕混鍋;

[0110]高溫捏混：向加熱后的石油焦骨料中加入軟化點(diǎn)溫度TR為189℃的煤焦油瀝青，質(zhì)量占比為14%，進(jìn)行高溫混捏，混捏完畢時(shí)糊料的溫度TH為256℃，滿足TR×1.1+40℃ 

[0111]預(yù)焙陽極制備：將糊料經(jīng)過成型、焙燒后得到的預(yù)焙陽極炭塊，對(duì)其進(jìn)行性能測試，得到其體積密度為1.66g/m3，電阻率為50.7μΩm，空氣反應(yīng)殘余率為88.4%，二氧化碳反應(yīng)殘余率為91.9%。

[0112]對(duì)比例1

[0113]本對(duì)比例提供一種預(yù)焙陽極高溫混捏的方法，方法與實(shí)施例1中的相同，區(qū)別僅在于，混捏完畢后糊料的溫度TH為300℃，不滿足TR×1.1+40℃ 

[0114]與實(shí)施例1相比，采用本對(duì)比例中的預(yù)焙陽極高溫混捏的方法制備的預(yù)焙陽極，體積密度、空氣反應(yīng)殘余率以及二氧化碳反應(yīng)殘余率均較低，可見若高溫混捏后糊料溫度TH不滿足TR×1.1+40℃ 

[0115]對(duì)比例2

[0116]本對(duì)比例提供一種預(yù)焙陽極高溫混捏的方法，方法與實(shí)施例2中的相同，區(qū)別僅在于，高結(jié)焦值粘結(jié)劑的添加量為12%，對(duì)得到的預(yù)焙陽極進(jìn)行性能測試，結(jié)果為：其體積密度為1.50g/m3，電阻率為65.4μΩm，空氣反應(yīng)殘余率為77.1%，二氧化碳反應(yīng)殘余率為80.7%。

[0117]與實(shí)施例2相比，采用本對(duì)比例中的預(yù)焙陽極高溫混捏的方法制備的預(yù)焙陽極，體積密度、空氣反應(yīng)殘余率以及二氧化碳反應(yīng)殘余率均較低，電阻率較高，可見若高結(jié)焦值粘結(jié)劑的添加量較少，則制備的預(yù)焙陽極質(zhì)量較低。

[0118]對(duì)比例3

[0119]本對(duì)比例提供了一種預(yù)焙陽極高溫混捏的方法，方法與實(shí)施例3中的方法相同，區(qū)別僅在于，選用軟化點(diǎn)溫度TR為118℃的粘結(jié)劑，最終得到的糊料溫度滿足TR×1.1+40℃ 

[0120]與實(shí)施例3相比，采用本對(duì)比例中的預(yù)焙陽極高溫混捏的方法制備的預(yù)焙陽極，體積密度、空氣反應(yīng)殘余率以及二氧化碳反應(yīng)殘余率均較低，電阻率較高，可見若選用的粘結(jié)劑不是高結(jié)焦值粘結(jié)劑，軟化溫度太低，即使最終得到的糊料溫度滿足TR×1.1+40℃ 

[0121]對(duì)比例4

[0122]本對(duì)比例提供一種預(yù)焙陽極高溫混捏的方法，方法與實(shí)施例4中的相同，區(qū)別僅在于，混捏完畢后糊料的溫度TH為269℃，不滿足TR×1.1+40℃ 

[0123]與實(shí)施例4相比，采用本對(duì)比例中的預(yù)焙陽極高溫混捏的方法制備的預(yù)焙陽極，體積密度、空氣反應(yīng)殘余率以及二氧化碳反應(yīng)殘余率均較低，電阻率較高，可見若高溫混捏后糊料溫度TH不滿足TR×1.1+40℃ 

[0124]綜上所述，本申請(qǐng)實(shí)施例中通過在干混與濕混之間增加炭質(zhì)骨料快速加熱過程，將預(yù)焙陽極糊料的混捏溫度達(dá)到200～350℃，為使用高結(jié)焦值粘結(jié)劑生產(chǎn)預(yù)焙陽極創(chuàng)造了條件;同時(shí)控制混捏后的糊料溫度TH滿足TR×1.1+40℃ 

[0125]以上所述僅是本申請(qǐng)的具體實(shí)施方式，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解或?qū)崿F(xiàn)本申請(qǐng)。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本申請(qǐng)中所定義的一般原理可以在不脫離本申請(qǐng)的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本申請(qǐng)將不會(huì)被限制于本申請(qǐng)所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本申請(qǐng)所申請(qǐng)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。

說明書附圖(1)