[发明专利]采用压球工艺生产炭素中间体的方法

摘要

本发明涉及一种采用压球工艺生产炭素中间体的方法，其特征在于：炭素中间体是选择煅后石油焦、或沥青焦、或电煅煤、或冶金焦、或天然石墨、或人造石墨、或炭素制品生产返回料、或炭素制品回收料，其中一种以上混合物为原料，其生产方法：原料选择→颗粒级配、结合剂选择、结合剂加入量控制→混合、或混捏→压球→炭素中间体。炭素中间体具有球体形状，炭质均匀、定向排列，是各向异性化的炭素坯体，高于结合剂软化温度具有可塑性，体积密度1.65～1.80g/cm3。本发明尽量保持原料来料颗粒度条件下，实现炭素中间体高密度、各向异性化。

主权项

一种采用压球工艺生产炭素中间体的方法，其特征在于：炭素中间体是选择煅后石油焦、或沥青焦、或电煅煤、或冶金焦、或天然石墨、或人造石墨、或炭素制品生产返回料、或炭素制品回收料，其中一种以上混合物为原料，采用压球生产工艺，控制结合剂加入量7～16%，在高于结合剂软化点温度60℃条件下，混合、混捏，调整压球机辊皮线速度0.5～5m/min；线压比0.3～1.5t/mm，将海绵状或蜂窝状、松散状、细颗粒状、粉状、鳞片状炭材料及原料，压制成炭质均匀、定向排列、各向异性化的，体积密度1.65～1.80 g/cm3的炭素中间体；其生产方法：采用原料选择→颗粒级配、结合剂选择、结合剂加入量控制→混合或混捏→压球→炭素中间体特征：（1）原料选择采用煅后石油焦、或沥青焦、或电煅煤、或冶金焦、或天然石墨、或人造石墨、或炭素制品生产返回料、或炭素制品回收料，其中一种以上混合物为原料；颗粒级配、结合剂选择、结合剂加入量控制按质量百分比计算，颗粒级配料＋结合剂＝100%；颗粒级配：有二种方法；① 生产炭素制品颗粒级配方法：在炭材料、炭素制品生产线以生产致密炭材料、炭素制品为目的颗粒级配，满足生产炭素中间体的颗粒级配要求；② 低成本颗粒级配方法：小于50mm以下的自然粒度料64~93%，小于0.1mm粉料0～20%；（2）结合剂选择：石油沥青及改性衍生产品、或煤沥青及改性衍生产品、或酚醛树脂，其中一种以上混合物为结合剂，要求结合剂的结焦值大于40%；结合剂加入量控制：结合剂加入量控制在7～16%之间，当采用的原料中含有结合剂时，要计算原料中已含有的结合剂数量；（3）混合或混捏采用热态混合、或混捏方式，根据不同温度下结合剂粘度变化，当选择煤沥青、石油沥青为结合剂时，将颗粒级配后原料加热到130～200℃，当选择酚醛树脂为结合剂时，将颗粒级配后原料加热到40～100℃，加入结合剂后，一起混合、或混捏1～60min；（4）压球混合、或混捏好的原料，在保持混合、或混捏温度条件下，送到压球机供料槽，调整和控制供料槽下面给料设备的给料量，连续定量向压球机供料，压球机辊皮线速度根据结合剂种类、软化点温度、挥发温度、气化温度、燃点温度变化控制在0.5～5m/min，压球机正常工作线压比0.3～1.5t/mm，压球后的坯体通过篦条筛进行筛分，篦条孔距控制在坯体三维尺寸最小尺寸的4/5～1/2之间；筛下料有二种选择：①保持压球时温度返回到压球机供料槽，重新给料进行压球；②返回到混合或混捏设备中重新混合、或混捏，筛上料即为炭素中间体；（5）炭素中间体特征炭素中间体是球形或三维尺寸不相等的椭圆形球体，最长方向球体尺寸小于80mm；根据压球物料结合剂含量和压球机压球时二辊皮间距不同出现3种状态：①当结合剂含量小于10%，压球机压球二辊皮间距小于1mm时，从压球机辊皮压制出来的是独立、分离、单体球；②当结合剂含量10～12%；压球机压球二辊皮间距1～3 mm时，从压球机辊皮可以压制出二个球以上通过球窝边缘1～3 mm厚压密物料连接在一起的连体球；③当结合剂含量大于12%；压球机压球二辊皮间距大于3 mm时，从压球机辊皮可以压制出，按辊皮宽度形成的带状；球与球窝边缘大于3 mm厚压密物料完整连接在一起的连体球；炭素中间体结合剂含量7～16%；高于结合剂软化温度具有可塑性；体积密度1.65～1.80g/cm3；受压面气孔率小于受压垂直面气孔率；表面气孔率小于10%，内部气孔率小于25%；具有各向异性化炭质特性。