Углеродистая масса для анодов алюминиевых электролизеров
Использование: для формирования анодов алюминиевых электролизеров. Сущность изобретения: в состав анодной массы , включающей основные компоненты - каменноугольный пек (связующее) и электродный кокс (наполнитель) - введен растворитель с температурой кипения 150-350°С (например, поглотительное масло ) при соотношении компонентов, мас.%: каменноугольный пек 20-24; упомянутый растворитель 0,5-4,5; электродный кокс - остальное. Изобретение позволяет снизить выделение смолистых веществ и бензапирина при нагревании и коксовании анодной массы в алюминиевых.электролизерах. 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4904549/02 (22) 22.01.91 (46) 15.10.92. Бюл. М 38 (75) А.А.Вегнер, В.П.Буров, А.Г,Подкин и
Ф.Д,Демидов-Полякман (56) Дмитриев А.А. Исследование жидкой фазы самоблокирующегося анода алюминиевого электролизера.//Цветные металлы,.
1983, М 3, с.44 — 46. (54) УГЛЕРОДИСТАЯ МАССА ДЛЯ АНОДОВ
АЛЮМИНИЕВЫХ ЗЛЕКТРОЛИЗЕРОВ (57) Использование: для формирования анодов алюминиевых электролизеров. СущИзобретение относится к цветной металлургии, в частности к составу углеродистой анодной массы, применяемой для формирования анодов алюминиевых электролизеров.
Известна рецептура анодной массы, в которой в качестве наполнителя применяются прокаленные пековый и(или) нефтяной коксы, а в качестве связующего — каменноугольный пек, при этом содержание связующего в анодной массе составляет 26-33%.
Недостатком этой массы является высокое содержание каменноугольного пека, при формировании из нее анодов алюминиевых электролизеров это приводит к повышенному выделению из них смолистых веществ и бензапирена, что ухудшает условия труда в корпусах электролиза.
Известна рецептура анодной массы, в которой за счет снижения суммарной поверхности кокса-наполнителя и пластических свойств содержание связующего уменьшено до 23 — 25%, В то же время известно, что Ы 1768662 А1 (si)s С 25 С 3/12 // С 22 В 7/00 ность изобретения: в состав анодной массы, включающей основные компоненты— каменноугольный пек (связующее) и электродный кокс (наполнитель) — введен растворитель с температурой кипения
150 — 350 С (например, поглотительное масло) при соотношении компонентов, мас.%: каменноугольный пек 20 — 24; упомянутый растворитель 0,5 — 4,5; электродный кокс— остальное. Изобретение позволяет снизить выделение смолистых веществ и бензапирина при нагревании и коксовании анодной массы в алюминиевых.электролизерах.
1 табл. для образования полукокса в зоне коксования анода достаточно 22% каменноугольного пека, а избыток пека-связующего вводят в состав анодной массы для придания ей необходимых пластических свойств, обеспечивающих ее растекаемость при расплавлении в верхней зоне анода.
Принятая за прототип рецептура анодной массы обеспечивает по сравнению с аналогом значительное снижение выбросов смолистых веществ и бензапирена из анодов электролизеров, но не обеспечивает максимально возможного снижения количества выбросов, т.к. содержит избыточных
1 — 3% каменноугольного пека.
Целью изобретения является снижение выделения смолистых вещвств и бензапирена из анодов алюминиевых электролизеров.
Поставленная цель достигается тем, что в состав углеродистой анодной массы, содержащей прокаленный электродный кокс и каменноугольный пек, дополнительно включен экологически чистый пластификатор из
1768662
Квнественные характеристики входных иасс
Состав анодных масс удельное пористость электросопро тивление, 0м ммв/м общак раэ" рушаемость е токе СО/, мг/смэ коэффициент механическаи текуцести, пронырств, ед, кгlсмв
62,5
62,0
62,2
62,1
62 >9
62,8
63, I
63,4
63,6
63,7
64,5
65 8
1 (прото\ тип>
3
6
8
11
37,2
31,1
34,3 к
> 33,0
35,1
34,9
36,7
37,6
38,0
42,1
53,0
24,.
24,0
23,5
23,0
22,5
22,0
21>5
21 >0
20,5
20,0
19,5
19,0
1,76
1,87
1,85
1,88
1,72
1,75
1,68
1,61
1,47
1,43
1,31
1,08
1,82
521
477
469
462
467
454
459
448
439
440
22,6
20,8
22,5
22,7
22,7
22,4
22,9
22,8
23,1
23,0
23,2
23,4
75 5
75,5
75,5
75,5
75,5
75,5
75,5
75,5
75,5
75 5
75,5
-г с
/л >р
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5 числа растворителей с 1-емпературой кипения 150 — 350 С при соотношении компонентов, мас.%: каменноугольный пек 20 — 24, растворител ь (с температурой кипения 150-.
350 С) 0,5 — 4,5; электродный кокс — остальное.
Пример. Берут 75,5% прокаленного электродного кокса, 19-24,5% каменноугольного пека и 0,5 — 5,0% пластификатора, например поглотительное масло, помещают в лабораторный смеситель емкостью 5 л, где перемешивают 60 мин, поддерживают при этом температуру в пределах 135145 С. I/la полученной углеродистой массы готовятобожженные образцы и определяют их физико-механические свойства.
В таблице представлены рецептуры углеродистых масс и их качественные характеристики. Как видно из таблицы, введение в состав углеродистой массы 0 5 — 4,5% пластификатора позволяет coo-! BBTOYBBHHQ снизить содержание каменноугольного пека, при этом углеродистая масса обладает необходимь1ми пластическими свойствами и сохраняет высокие физико-механические показатели. За счет снижения содержания каменноугольного пека углеродистая масса с пластификатором является экологически более чистой, чем известная.
При увеличении содержания пластификатора более 4,5% и соответствующем снижении содержания каменноугольного пека происходи!- ухудшение качественных характеристик, Talc, анадная масса теряет пласти 1еские свойства, уменьшается механическая прочность> увел. чиваются удельное электросопротивление, пористость и общая разрушаемость в токе углекислого газа.
При снижении содержания пластификатора в анодной массе менее 0,5% не обеспечивается цель изобретения, т.к. в этом случае по сравнению с прототипом уменьСодержание конпонснтоа иихть, мас.4
"-----"-"" -г--""-----""-""""-- "-----"-электродный квменноуголь- пластификокс .>ый пак хатор шение содержания каменноугольного пека столь незначительно, что снижение выделений смолистых веществ и бензапирена будет несущественным.
5 Выход кокса из каменноугольного пека при коксовании анодов составляет 80-85%.
Уменьшение содержания каменноугольного пека в анодной массе íà 1% снижает удельный выход смолистых веществ, в т.ч. и
10 бензапирена, на
Р = 550 0,01 0,175=9,6 кг/т алюминия, где 550 — удельный расход анодной массы, кг/т алюминия
0,175 — выход смолистых веществ при
15 коксовании анодной массы;
0,01 — снижение содержания пека в анодной массе на 1%.
Введение в состав анодной массы пластификатора позволяет, по сравнению с
20 прототипом, в среднем снизить содержание каменноугольного пека на 2,5%, Ожидаемое снижение выбросов смолистых веществ из анодоь алюминиевых электролизеров составит в этом случае 9,6 2,5 = 24 кг на 1т
25 алюминия-сырца.
Формула изобретения
Углеродистая масса для анодов алюминиевых электролизеров, содержащая каменноугольный пек и прокаленный
30 электродный кокс, отличающаяся тем, что, с целью снижения выделения смолистых веществ и бензапирвна при сохранении физико-механических показателей анодов, она дополнительно содержит рас35 творитель с температурой кипения 150350 С при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Каменноугольный пек 20 — 24
Растворитель (с темпера40 турой кипения
150 — 350 С) 0,5 — 4.5
Электродный кокс Остальное,
