《一种采用压球工艺生产的石墨质型炭及其生产方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种采用压球工艺生产的石墨质型炭及其生产方法.pdf（8页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102963881 A (43)申请公布日 2013.03.13 CN 102963881 A *CN102963881A* (21)申请号 201210525777.0 (22)申请日 2008.08.27 200810012949.8 2008.08.27 C01B 31/02(2006.01) C01B 31/04(2006.01) (71)申请人 任利华 地址 114010 辽宁省鞍山市铁东区和平路 51 栋 3 单元 5 层 59 号 (72)发明人 李纯 任利华 (54) 发明名称 一种采用压球工艺生产的石墨质型炭及其生 产方法 (57) 摘要 本发明采用。
2、压球工艺制备石墨质型炭的方 法， 其特征是 ： 采用石墨化碳素制品回收料为原 料 ； 采用压球机压球工艺生产， 具体步骤包括 ： 原 料选择粒度控制挥发分含量调整压球机线 压比和压球尺寸确定压球机压球合格球体的 分离煅烧设备和煅烧温度确定石墨质型炭， 所制得的石墨质型炭体积密度为 1.59g/cm3， 耐 压强度达到 39Mpa， 本发明保护了资源、 充分利用 了资源、 净化了环境， 生产出高质量的冶金型焦产 品。 (62)分案原申请数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 6 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 6 页 。
3、1/1 页 2 1. 一种采用压球工艺制备石墨质型炭的方法， 该压球工艺包括以下步骤 ： (1)、 原料选择 ： 选取石墨化碳素制品生产返回料、 回收料为原料 ； (2)、 粒度控制 ： 因原料中大块料数量比较多， 先用残极破碎机、 颚式破碎机破碎， 再用 筛孔 5mm 振动筛进行筛分， 筛上料返回到破碎机中继续破碎后再筛分， 形成筛上料破碎、 筛 分闭路循环 ； 筛下料送入到网孔 0.8mm 的锤式粉碎机进行粉碎 ； (3)、 挥发分调整 ： 取粉碎后的原料放入 180热混合机使其加热到 120以上， 向混合 机中不断加入粒度小于 1mm 软化点 82中温煤沥青粉， 热态混合均匀， 取煅烧收。
4、缩率最大 时， 检测挥发分含量达到 14后， 挥发分调整完毕 ； (4)、 压球机线压比和压球尺寸确定 ： 设定压球机线压比 0.95t/mm， 压制 322218 三 维尺寸不相等的椭圆形球体 ； (5)、 压球机压球 ： 将调整好挥发分含量的热态原料送入到压球机供料槽中， 经过预压、 压球实现成球 ； (6)、 合格球体的分离 ： 原料经压球机出来后用孔隙 8mm 固定篦条筛进行分离， 筛上料 进入煅烧设备进行煅烧， 筛下料返回到压球机供料槽与准备压球的原料一起， 按比例配入 重新压球 ； (7)、 煅烧设备和煅烧温度确定 ： 筛上料进入电煅烧炉进行煅烧， 最高煅烧温度 1800 ； (8。
5、)、 石墨质型炭 ： 从电煅烧炉出来， 达到室温的即为石墨质型炭。 2. 一种石墨质型炭， 其特征在于采用如权利要求 1 的压球工艺制备， 体积密度为 1.59g/cm3， 耐压强度达到 39Mpa。 权 利 要 求 书 CN 102963881 A 2 1/6 页 3 一种采用压球工艺生产的石墨质型炭及其生产方法 技术领域 0001 本发明属于化工技术领域， 炭材料及其原料的生产方法， 特别涉及一种以粉状焦 炭为原料， 采用压球工艺生产型焦炭的方法。 背景技术 0002 炭材料的原料、 冶金焦等普遍存在体积密度、 强度低， 质量波动大， 特别在生产、 储 存、 运输、 使用过程中， 产生大量。
6、粉料、 粉尘， 严重污染环境， 同时造成资源浪费， 制约经济发 展。 以生产煅后石油焦为例， 当煅前石油焦中小于3mm粒度含量达到50以上时， 回转窑煅 烧飞损超过 10， 生产出的煅后石油焦体积密度在 1.0g/cm3左右， 气孔率大于 30。采用 压球工艺生产型焦炭技术生产煅后石油焦， 可减少回转窑煅烧飞损 50， 煅后石油焦体积 密度提高到1.5g/cm3， 气孔率小于20。 以压球工艺生产的煅后石油焦为原料， 生产出的预 焙阳极， 与普通煅后石油焦相比较减少结合剂煤沥青加入量 20。体积密度达 1.62g/cm3。 因此， 采用压球工艺生产型焦炭技术， 既保护了资源， 充分利用了资源，。
7、 也净化了环境， 又可 生产出高质量的型焦炭产品。 发明内容 0003 本发明克服了上述存在的缺陷， 目的是提供一种采用压球工艺生产型焦炭的方 法。 0004 本发明采用压球工艺生产型焦炭的方法内容简述 ： 0005 本发明采用压球工艺生产型焦炭的方法， 其特征在于 ： 采用煅前石油焦或煅后石 油焦、 沥青焦、 电煅煤、 冶金焦、 天然石墨、 人造石墨、 炭素制品生产返回料、 回收料， 其中一 种或上述一种以上混合物为原料 ； 0006 采用压球机压球工艺生产型焦炭的工艺方法， 根据原料种类、 挥发分大小不同， 压 球时原料最大粒度控制在 5 0.1mm ； 调整原料挥发分含量， 控制在 7 。
8、20范围内 ； 控制 压球机压球时最低线压比大于 0.8t/mm。 0007 型焦炭的特征是 ： 球形或三维尺寸不相等的椭圆球体形状 ； 体积密度大于 1.3g/ cm3； 耐压强度大于 20Mpa ； 球体受压平行面气孔率小于受压垂直面气孔率 ； 具有石墨化各 向异性特性。 0008 生产型焦炭的方法具体实施步骤 ： 原料选择粒度控制挥发分含量调整压球 机线压比和压球尺寸确定压球机压球合格球体的分离煅烧设备和煅烧温度煅烧 型焦炭。 0009 原料选择 0010 采用煅前石油焦或煅后石油焦、 沥青焦、 电煅煤、 冶金焦、 天然石墨、 人造石墨、 炭 素制品生产返回料、 回收料， 其中一种或上述。
9、一种以上混合物为原料 ； 0011 压球时最大粒度的控制 0012 根据原料种类、 挥发分大小不同， 进入压球机的原料最大粒度控制在 5 0.1mm， 说 明 书 CN 102963881 A 3 2/6 页 4 按原料中颗粒和粉料所占的不同比例， 选择两种筛分、 破碎工艺 ： 0013 (1)、 当原料中块料数量比较多时， 先用破碎机破碎， 再进行筛分， 筛下料进入下一 工序， 筛上料返回到破碎机中继续破碎后再筛分 ； 0014 (2)、 当原料中粉料数量比较多时， 先筛分， 筛下料进入下一工序， 筛上料返回到破 碎机破碎后再筛分 ； 0015 当最大粒度要求小于 1mm 时， 取筛下料进入。
10、粉碎、 粉磨设备中， 粉碎、 粉磨后物料， 直接进入下一工序 ； 0016 当原料粒度小于压球原料最大粒度时， 直接进入下一工序 ； 0017 调整原料中挥发分含量 0018 原料挥发分含量调整值控制在 7 20范围内， 采用三种调整方法 ： 0019 (1)、 相对于调整值高、 低不同挥发分含量原料采用按比例调整 ： 将合格粒度的一 种或一种以上高于调整值挥发分含量原料与合格粒度的一种或一种以上低于调整值挥发 分含量原料按调整值， 在 100 350热态或常温状态直接进行配比、 混合。挥发分含量经 检测达到调整值， 直接送到压球机供料槽压球 ； 0020 (2)、 高于调整值挥发分含量原料采。
11、用加热降低挥发分调整 ： 将合格粒度的一种或 一种以上高于调整值挥发分含量原料送到 100 350温度可调热搅拌机或热搅拌与真空 负压共同作用的专用密封设备中， 在不断热态搅拌下， 使原料可挥发成分快速挥发， 含量不 断降低， 挥发分含量经检测达到调整值， 在热态或冷态下送到压球机供料槽压球 ； 0021 (3)、 增加挥发分含量调整 ： 取合格粒度的低于调整值挥发分或无挥发分原料， 以 石油提取物重油到沥青之间产物、 煤焦油提取物蒽油到煤沥青之间产物其中一种或上述一 种以上混合物为结合剂， 采用冷态、 热态二种调整方法 ： 0022 A ： 冷态调整 ； 将合格粒度的一种或一种以上低于调整值。
12、挥发分或无挥发分含量 原料送到混合机中， 加入常温液体状态的石油提取物重油到沥青之间产物、 煤焦油提取物 蒽油到煤沥青之间产物其中一种或上述一种以上混合物， 经过不断搅拌混合均匀， 挥发分 含量经检测达到调整值， 送入到压球机供料槽压球 ； 0023 B ： 热态调整 ； 将合格粒度的一种或一种以上低于调整值挥发分含量或无挥发分 含量原料送到 100 350温度可调的热混合机中， 在不断热态搅拌下， 加入固体粉状或液 体状态的石油提取物重油到沥青之间产物、 煤焦油提取物蒽油到煤沥青之间产物其中一种 或上述一种以上混合物， 使原料挥发分含量提高到调整值， 挥发分含量经检测达到调整值， 热态或冷态。
13、送到压球机供料槽压球 ； 0024 压球机线压比和压球尺寸确定 0025 压球机正常工作线压比大于 0.8t/mm， 压制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 100mm ； 0026 压球机压球 0027 将调整好挥发分含量的冷态或热态原料送入到压球机供料槽中， 经过预压、 压球 实现成球 ； 0028 合格球体的分离 0029 原料经压球机出来后用筛分设备进行分离， 按原料种类、 用途、 使用要求或煅烧设 备允许煅烧的压球粒度选择筛孔大小， 筛上料不需要煅烧时可以直接作为炭材料原料或冶 说 明 书 CN 102963881 A 4 3/6 页 5 金焦使用， 需要煅烧时。
14、进入煅烧设备进行煅烧， 筛下料返回到压球机供料槽与准备压球的 原料一起， 按比例配入重新压球 ； 0030 煅烧设备和煅烧温度 0031 选择罐式煅烧炉或回转窑、 电煅烧炉、 竖窑、 隧道窑等其中一种作为煅烧设备， 取 上一工序压球筛上料送入煅烧设备中进行煅烧， 煅烧温度控制在 600 2000之间。 0032 煅烧型焦炭 0033 从煅烧设备出来， 达到室温的即为煅烧型焦炭。 0034 本发明采用压球工艺生产型焦炭的方法， 生产的型焦炭是球形或三维尺寸不相等 的椭圆球体形状， 体积密度大于 1.3g/cm3， 耐压强度大于 20Mpa， 球体受压平行面气孔率小 于受压垂直面气孔率， 具有石墨。
15、化各向异性特性。本发明保护了资源、 充分利用了资源、 净 化了环境， 生产出高质量的型焦炭产品。 具体实施方式 0035 本发明采用压球工艺生产型焦炭的方法是这样实现的， 下面做具体说明。本发明 采用压球工艺生产型焦炭的方法具体实施步骤 ： 原料选择粒度控制挥发分含量调整 压球机线压比和压球尺寸确定压球机压球合格球体的分离煅烧设备和煅烧温度 煅烧型焦炭。 0036 原料选择 0037 采用煅前石油焦或煅后石油焦、 沥青焦、 电煅煤、 冶金焦、 天然石墨、 人造石墨、 炭 素制品生产返回料、 回收料， 其中一种或上述一种以上混合物为原料 ； 0038 压球时最大粒度的控制 0039 根据原料种类。
16、、 挥发分大小不同， 进入压球机的原料最大粒度控制在 5 0.1mm。 原料最大粒度取小值， 提高压球体积密度、 强度， 但降低成球率。按照原料中颗粒和粉料所 占的不同比例， 选择两种筛分、 破碎工艺 ： 0040 (1)、 当原料中块料数量比较多时， 先用破碎机破碎， 再进行筛分， 筛下料进入下一 工序， 筛上料返回到破碎机中继续破碎后再筛分 ； 0041 (2)、 当原料中粉料数量比较多时， 先筛分， 筛下料进入下一工序， 筛上料返回到破 碎机破碎后再筛分 ； 0042 当最大粒度要求小于 1mm 时， 增加粉碎、 粉磨设备。取筛下料进入粉碎、 粉磨设备 中， 粉碎、 粉磨后物料， 直接进。
17、入下一工序。 0043 当原料来料粒度小于压球原料最大粒度时， 取消筛分、 破碎工序， 直接进入下一工 序。 0044 调整原料中挥发分含量 0045 挥发分含量测定 ： 将待测定原料装入密封的坩埚， 快速放入 1200恒温试验电炉 中， 煅烧 30min 后取出， 自然冷却到室温。称取原料煅烧挥发损失的质量与煅烧前原料总质 量百分比即为挥发分含量。 0046 压球用原料挥发分含量调整不是一个固定值， 而是以煅烧压制球体时体积收缩最 大， 同时又不产生气泡时的最大挥发分含量作为最佳调整值， 一般控制在 7 20范围内。 当要求型焦炭体积密度大、 强度高、 导电性好时， 挥发分含量取大值。采用三。
18、种调整方法 ： 说 明 书 CN 102963881 A 5 4/6 页 6 0047 (1)、 相对于调整值高、 低不同挥发分含量原料采用按比例调整 ： 将合格粒度的一 种或一种以上高于调整值挥发分含量原料与合格粒度的一种或一种以上低于调整值挥发 分含量原料按调整值， 在 100 350热态或常温状态直接进行配比、 混合。挥发分含量经 检测达到调整值， 直接送到压球机供料槽压球。 0048 (2)、 高于调整值挥发分含量原料采用加热降低挥发分含量调整 ： 将合格粒度的一 种或一种以上高于调整值挥发分含量原料送到 100 350温度可调热搅拌机或热搅拌与 真空负压共同作用的专用密封设备中， 在。
19、不断热态搅拌下， 使原料可挥发成分快速挥发， 含 量不断降低， 挥发分含量经检测达到调整值， 在热态或冷态下送到压球机供料槽压球。 0049 (3)、 增加挥发分含量调整 ： 取合格粒度的低于调整值挥发分或无挥发分原料， 以 石油提取物重油到沥青之间产物、 煤焦油提取物蒽油到煤沥青之间产物其中一种或上述一 种以上混合物为结合剂， 采用冷态、 热态二种调整方法 ： 0050 A ： 冷态调整 ： 将合格粒度的一种或一种以上低于调整值挥发分或无挥发分含量 原料送到混合机中， 加入常温液体状态的石油提取物重油到沥青之间产物、 煤焦油提取物 蒽油到煤沥青之间产物其中一种或上述一种以上混合物， 经过不断。
20、搅拌混合均匀， 挥发分 含量经检测达到调整值， 送入到压球机供料槽压球。 0051 B ： 热态调整 ： 将合格粒度的一种或一种以上低于调整值挥发分含量或无挥发分 含量原料送到 100 350温度可调的热混合机中， 在不断热态搅拌下， 加入固体粉状或液 体状态的石油提取物重油到沥青之间产物、 煤焦油提取物蒽油到煤沥青之间产物其中一种 或上述一种以上混合物， 使原料挥发分含量提高到调整值， 挥发分含量经检测达到调整值， 热态或冷态送到压球机供料槽压球。 0052 压球机线压比和压球尺寸确定 0053 要求压球机正常工作线压比大于 0.8t/mm， 根据型焦炭用途、 使用要求并综合煅烧 设备对煅烧。
21、原料的粒度要求， 压制球形或三维尺寸不相等的椭圆形球体， 一般最长方向球 体尺寸小于 100mm。 0054 压球机压球 0055 将调整好挥发分含量的冷态或热态原料送入到压球机供料槽中， 经过预压、 压球 实现成球工艺过程。 0056 合格球体的分离 0057 原料经压球机出来后， 即有整球， 也有碎球以及不同粒度级别的粉料， 需要用筛分 设备进行分离。按原料种类、 用途、 使用要求或煅烧设备允许煅烧的压球粒度选择筛孔大 小， 筛上料不需要煅烧时可以直接作为炭材料原料或冶金焦使用， 需要煅烧时进入煅烧设 备进行煅烧， 筛下料返回到压球机供料槽与准备压球的原料一起， 按比例配入重新压球。 00。
22、58 煅烧设备和煅烧温度 0059 选择罐式煅烧炉、 回转窑、 电煅烧炉、 竖窑、 隧道窑等其中一种作为煅烧设备。取 上一工序压球筛上料送入煅烧设备中进行煅烧， 根据型焦炭用途， 最高煅烧温度控制在 600 2000之间。 0060 煅烧型焦炭 0061 从煅烧设备出来， 达到室温的即为煅烧型焦炭。根据选择原料种类的不同可以直 接作为炭素制品、 石墨化制品、 糊料的原料或冶金焦使用。 说 明 书 CN 102963881 A 6 5/6 页 7 0062 实施例 1 0063 预焙阳极用煅后石油型焦生产方法 0064 (1)、 原料选择 ： 取挥发分 9.8的以粉料为主的煅前石油焦为原料 ； 。
23、0065 (2)、 粒度控制 ： 采用筛孔 5mm 振动筛进行筛分， 筛上料送到颚式破碎机破碎， 破碎 后的原料进入振动筛进行筛分， 形成筛上料破碎、 筛分闭路循环。筛下料送入到网孔 1mm 的 锤式粉碎机进行粉碎。 0066 (3)、 挥发分调整 ： 取粉碎后的原料放入 160热混合机使其加热到 120以上， 向 混合机中不断加入粒度小于 2mm 软化点 68中温煤沥青粉， 热态混合均匀， 取煅烧收缩率 最大时， 检测挥发分含量达到 15后， 挥发分调整完毕 ； 0067 (4)、 压 球 机 线 压 比 和 压 球 尺 寸 确 定 ： 设 定 压 球 机 线 压 比 0.9t/mm， 压 。
24、制 352520 三维尺寸不相等的椭圆形球体 ； 0068 (5)、 压球机压球 ： 将调整好挥发分含量的热态原料送入到压球机供料槽中， 经过 预压、 压球实现成球 ； 0069 (6)、 合格球体的分离 ： 原料经压球机出来后用孔隙 10mm 固定篦条筛进行分离， 筛 上料进入煅烧设备进行煅烧， 筛下料返回到压球机供料槽与准备压球的原料一起， 按比例 配入重新压球 ； 0070 (7)、 煅烧设备和煅烧温度 ： 筛上料进入回转窑按常规煅烧煅前石油焦方法进行煅 烧， 最高煅烧温度 1350 ； 0071 (8)、 煅后石油型焦 ： 从回转窑出来， 达到室温的即为煅后石油型焦。体积密度 1.54。
25、g/cm3； 耐压强度 41Mpa ； 可以作为预焙阳极和石墨化电极等炭素制品的原料使用。 0072 实施例 2 0073 冶金型焦生产方法 0074 (1)、 原料选择 ： 选取冶金焦生产、 运输、 使用过程中产生的粒度小于 2mm 冶金焦粉 为原料 ； 0075 (2)、 粒度控制 ： 因原料粒度小于压球原料最大粒度， 取消破碎、 筛分工艺， 直接进 入下一工序 ； 0076 (3)、 挥发分调整 ： 取合格粒度的原料放入 140热混合机使其加热到 100以上， 向混合机中不断加入石油渣与沥青混合物， 热态混合均匀， 取煅烧收缩率最大时， 检测挥发 分含量达到 13后， 挥发分调整完毕 ；。
26、 0077 (4)、 压球机线压比和压球尺寸确定 ： 设定压球机线压比 0.85t/mm， 压制 453228 三维尺寸不相等的椭圆形球体 ； 0078 (5)、 压球机压球 ： 将调整好挥发分含量的热态原料送入到压球机供料槽中， 经过 预压、 压球实现成球 ； 0079 (6)、 合格球体的分离 ： 原料经压球机出来后用孔隙 20mm 固定篦条筛进行分离， 筛 上料进入煅烧设备进行煅烧， 筛下料返回到压球机供料槽与准备压球的原料一起， 按比例 配入重新压球 ； 0080 (7)、 煅烧设备和煅烧温度 ： 筛上料进入罐式煅烧炉， 按 12 小时一个周期进行煅 烧， 最高煅烧温度 1000 ； 。
27、0081 (8)、 冶金型焦 ： 从罐式煅烧炉出来， 达到室温的即为冶金型焦。体积密度 1.35g/ 说 明 书 CN 102963881 A 7 6/6 页 8 cm3； 耐压强度 28Mpa ； 可以代替普通冶金焦用于高炉炼铁、 冶炼、 铸造、 加热炉作为燃料使 用。 0082 实施例 3 0083 石墨化型炭生产方法 0084 (1)、 原料选择 ： 选取石墨化炭素制品生产返回料、 回收料为原料 ； 0085 (2)、 粒度控制 ： 因原料中大块料数量比较多， 先用残极破碎机、 颚式破碎机破碎， 再用筛孔 5mm 振动筛进行筛分， 筛上料返回到破碎机中继续破碎后再筛分， 形成筛上料破 碎。
28、、 筛分闭路循环。筛下料送入到网孔 0.8mm 的锤式粉碎机进行粉碎。 0086 (3)、 挥发分调整 ： 取粉碎后的原料放入 180热混合机使其加热到 120以上， 向 混合机中不断加入粒度小于 1mm 软化点 82中温煤沥青粉， 热态混合均匀， 取煅烧收缩率 最大时， 检测挥发分含量达到 14后， 挥发分调整完毕 ； 0087 (4)、 压球机线压比和压球尺寸确定 ： 设定压球机线压比 0.95t/mm， 压制 322218 三维尺寸不相等的椭圆形球体 ； 0088 (5)、 压球机压球 ： 将调整好挥发分含量的热态原料送入到压球机供料槽中， 经过 预压、 压球实现成球 ； 0089 (6)、 合格球体的分离 ： 原料经压球机出来后用孔隙 8mm 固定篦条筛进行分离， 筛 上料进入煅烧设备进行煅烧， 筛下料返回到压球机供料槽与准备压球的原料一起， 按比例 配入重新压球 ； 0090 (7)、 煅烧设备和煅烧温度 ： 筛上料进入电煅烧炉进行煅烧， 最高煅烧温度 1800 ； 0091 (8)、 石墨化型炭 ： 从电煅烧炉出来， 达到室温的即为石墨化型炭。体积密度 1.59g/cm3； 耐压强度 39Mpa ； 可以作为石墨化电极等炭素制品的原料使用。 说 明 书 CN 102963881 A 8 。