背景技術(shù)：
：鋁電解槽用預(yù)焙陽極炭塊主要由煅后石油焦和作為粘結(jié)劑的煤瀝青混合制備焙燒而成。

現(xiàn)通用的陽極炭塊配料制備工藝主要有兩種。

一種是常規(guī)生產(chǎn)工藝是，先將石油焦煅燒冷卻后至常溫后，再經(jīng)過機械輸送破碎篩分，進入分級儲料倉，然后在進行二次加溫，與加熱熔化后的煤瀝青粘結(jié)劑進行混捏配料，再進入混合保溫料倉，進行稱重配料震動成型，做成陽極生快，在將陽極生快經(jīng)過焙燒，制成焙鋁電解槽用陽極炭塊，簡稱熟塊

該常規(guī)陽極炭塊配料制備生產(chǎn)工藝，主要有以下幾個缺點；

1、煅后石油焦出爐溫度在1200℃左右，需冷卻中至常溫，才能進行機械破碎、機械輸送和機械篩分，然后在進行二次加溫至200℃左右，與熔化后的液態(tài)煤瀝青粘結(jié)劑進行混合配料的溫度，這種將煅后石油焦從高溫冷卻至常溫，再加熱至200℃左右與熔化煤瀝青混捏配料相匹配的生產(chǎn)溫度變化過程，不僅浪費熱能和機械動力電耗，造成碳排放量的增加，污染環(huán)境，而且致使高溫煅后石油焦在冷卻和機械破碎輸送過程中產(chǎn)生氧化反應(yīng)，增加石油焦的灰分含量，降低其導(dǎo)電性能。

2、煅后石油焦的孔隙率較大，在與流態(tài)粘結(jié)劑煤瀝青混合配料的過程中直接進行配料成型過程中粘結(jié)劑煤瀝的用量比較大，約占15％左右，陽極炭塊配料中的粘結(jié)劑煤瀝用量較大，由于劑煤瀝的在焙燒過程中結(jié)焦值和密度低與煅后石油焦，會造成陽極炭塊的體密度及導(dǎo)電性能的降低。

另一種是將煅后石油焦壓球后的陽極炭塊配料制備工藝生產(chǎn)工藝。

將煅后石油焦壓制成球應(yīng)用于鋁電解槽陽極生產(chǎn)，是美國大湖炭素公司在上世紀(jì)60年代，公布的一項專利技術(shù)(見《石油焦的處理方法》F.L.Shea，Jr.A.Heights，H.L.Hsu-《國外輕金屬》-1965)。其技術(shù)方案是，將煅后石油焦煅燒冷卻后，直接用壓球機將煅后石油焦壓制成球，而后將煅后石油焦球體作為骨料，添加應(yīng)用在鋁電解槽自焙陽極上，但隨著自焙陽極鋁電解槽生產(chǎn)工藝在的電解鋁行業(yè)的退出，也未見相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)的報道，該技術(shù)也就終止。當(dāng)今時代隨著技術(shù)的進步，預(yù)焙鋁電解槽已經(jīng)成為電解鋁產(chǎn)業(yè)的主要生產(chǎn)方式，但將煅后石油焦壓球技術(shù)應(yīng)用與預(yù)焙陽極生產(chǎn)的研究報道雖然很多，但一直未見其工業(yè)應(yīng)用，該技術(shù)正處在研發(fā)探討過程中。

限制煅后石油焦壓球技術(shù)在預(yù)焙陽極炭塊制備領(lǐng)域進行應(yīng)用推廣的主要技術(shù)缺陷有以下幾點；

1、煅后石油焦的強度較高，顆粒材料的自身粘結(jié)結(jié)合性能較差，在壓球過程中，沒有粘結(jié)劑作為粘結(jié)介質(zhì)，且壓球成型的溫度在常溫狀態(tài)下，需用大功率，能夠產(chǎn)生極大的壓強的壓球機，才能將常溫下的煅后石油焦壓制成球，且產(chǎn)成球率較低，成本高。

2、該壓球工藝雖然在一定的試驗室條件下，能夠壓制出少量的煅后石油焦壓球體，但在后續(xù)的配料成型和焙燒過程中，由于用高密度的壓球體作為骨架顆粒與煤焦油粘結(jié)劑之間，由于的相互浸滲結(jié)合性能較差，很難制備出均質(zhì)的合格炭塊，在電解生產(chǎn)過程中易產(chǎn)生掉渣，局部開裂脫塊現(xiàn)象，不能夠滿足電解鋁生產(chǎn)工藝的需要。

本

技術(shù)實現(xiàn)要素：
：為了克服上述現(xiàn)有陽極炭塊配料制備工藝的缺陷，降底生產(chǎn)過程中的能耗損失，減少污染排放，減少煤瀝青粘結(jié)劑的用量，以提高陽極炭塊的體積密度，和增加陽極炭塊的導(dǎo)電性能，提高高密度陽極產(chǎn)品的合格率，較低生產(chǎn)成本。本發(fā)明提供了一套新的陽極炭塊生產(chǎn)工藝制備技術(shù)方案。

本發(fā)明一種陽極炭塊配料制備工藝其技術(shù)方案是：

先將出爐后的高溫煅后石油焦，冷卻至180℃-200℃溫度時，直接進行后續(xù)工藝的制備加工；在造粒壓球前，先在煅后石油焦中，加入少量的煤瀝青粘結(jié)劑，以增加石油焦的粘結(jié)性能，而后，再進行機械擠壓造球，制備出含有粘結(jié)劑的高密度骨料球，其后，再將這些含有粘結(jié)劑的高密度骨料球，導(dǎo)入到混捏配料裝置中，二次添加的煤瀝青粘結(jié)劑，和煅后石油焦分填充粉料，進行配比及均化混合，制備成震動成型所需的陽極炭塊生塊混合配料，再將這些混合配料，通過稱重配料，進行震動成型，制備出焙陽極生炭塊，再經(jīng)過焙燒工序，制成可以進行電解應(yīng)用的預(yù)焙陽極炭塊產(chǎn)品。

依據(jù)上述技術(shù)方案：將出爐后的溫度在1200℃的高溫煅后石油焦，先進行低溫冷卻，(不要降至常溫60℃以下)，在煅后石油焦冷卻至160℃～200℃溫度左右時(高于軟化點50℃-80℃)，直接進行后續(xù)工藝的制備加工，在溫度180℃左右的工況條件下，先添加定量的煤瀝青粘結(jié)劑，致使煅后石油通過吸附熔化流態(tài)的煤瀝青粘結(jié)劑，增加其粘結(jié)浸滲性能后，再將含有粘結(jié)劑成分的煅后石油焦粉狀顆粒混合物料，導(dǎo)入到螺旋混捏擠壓機中，均勻的擠壓導(dǎo)入到造粒成型擠壓機械裝置中，擠壓制備出高密骨料球，而后，在將這些含有煤瀝青粘結(jié)劑的高密度骨料球作為配料，加入到混捏鍋或螺旋混捏機中，與煅后石油焦填充粉料，以及二次添加的煤瀝青粘結(jié)劑進行均化混合，制備成陽極炭塊生塊混合配料， 而后再將這些混合配料，輸入的稱重儲料倉中，進行稱重配料，通過震動成型機，制造生產(chǎn)出預(yù)焙陽極生炭塊，再經(jīng)過焙燒工序，制成可以進行工業(yè)應(yīng)用的預(yù)焙陽極炭塊。

依據(jù)上述技術(shù)方案：將出爐后的高溫煅后石油焦，由出爐時的1200℃左右，先冷卻裝置中進行低溫冷卻，在冷卻到200℃左右時，即與煤瀝青粘結(jié)劑熔解溫度相匹配的工況溫度時，直接連續(xù)的進行后續(xù)配料制備工作。

依據(jù)上述技術(shù)方案：出爐后的高溫煅后石油焦的粗顆粒、小顆粒及粉狀混合料，不需降至常溫，在其溫度降至180-200℃時，直接套管螺旋給料機，導(dǎo)入輸送入到破碎混料器中，并按總配料量≤12％的比例，先行加入定量的煤瀝青粘結(jié)劑，使煅后石油焦與煤瀝青粘結(jié)劑進行充分的攪拌破碎混合后，將其導(dǎo)入螺旋壓力機中，在螺旋壓力擠壓機的出口設(shè)置擠壓造?；驂呵蜓b置，同時利用煅后石油焦所增含的粘結(jié)性能，以及機械壓力，在大于煤瀝青粘結(jié)劑熔化溫度的工況下，進行擠壓造粒壓球，制備成高密度骨料球。

依據(jù)上述技術(shù)方案：由于出爐后的高溫煅后石油焦的溫度降至180-200℃時，便可連續(xù)的進行后續(xù)工序的制備工作，此時，無論煅后石油焦材料和制備裝置的溫度，依然大于煤瀝青粘結(jié)劑固化點的溫度，可以將固體煤瀝青粘結(jié)劑熔化，因此，在制備工藝中，可以添加固態(tài)的煤瀝青粘結(jié)劑，亦可添加液態(tài)的煤瀝青粘結(jié)劑。

依據(jù)上述技術(shù)方案：煅后石油焦煅出爐后，在由1200℃左右溫度，向200℃左右溫度的降溫冷卻及后置的生產(chǎn)過程中.在保證供料流通的狀態(tài)下，采用密閉的輸送裝置以及密閉的制備工藝裝置。

該工藝具有以下特點：

1、將煅后石油焦出爐溫度由1200℃，直接降至與煤瀝青粘結(jié)劑粘結(jié)軟化點以上與粘結(jié)溫度相匹配的工況溫度時，直接進行后續(xù)工藝過程的生產(chǎn)，將后續(xù)生產(chǎn)過程的工況溫度，控制在能夠滿足煤瀝青粘結(jié)劑既能夠?qū)崿F(xiàn)熔化粘結(jié)功能能，又能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)的溫度范圍內(nèi)。其基本溫度應(yīng)≥150℃，以減少熱散失或補充加熱能耗。

2、陽極配料生產(chǎn)工藝裝備系統(tǒng)生產(chǎn)過程中，在密閉的工藝狀態(tài)下連續(xù)進行，以便減少工藝系統(tǒng)的熱散失和煙氣排放污染。

3、煤瀝青粘結(jié)劑分兩次加入到煅后石油焦中進行配料，一次在高密骨料球制備工序前，用于提高純煅后石油焦的粘結(jié)結(jié)合性能，既要保證擠壓成型高密骨料球的強度和密度有所提高，又要保證所制備出來的高密骨料球與后續(xù)工序添加二次添加粘結(jié)劑及填充配料之間的相互浸滲結(jié)合性能，以便制備焙燒出均質(zhì)性強、密度高的合格陽極炭塊；第二次添 加的煤焦油粘結(jié)劑，主要用于高密骨料球與填充細(xì)顆粒料之間的粘結(jié)浸滲結(jié)合。

4、擠壓成型后的高密骨料球中的粘結(jié)劑含量的比例，應(yīng)小于整體炭塊配料中粘結(jié)劑總含量的比例。

5、含有粘結(jié)劑的煅后石油焦在擠壓制球時的工況溫度應(yīng)≥160℃，在此溫度工況條件下，加之?dāng)D壓力的作用，便于將含有劑成分的煅后石油焦擠壓成型為高密骨料球。

本發(fā)明工藝的實質(zhì)性特點是：在陽極炭塊混捏配料制備過程中，其制備工況溫度始終大于粘結(jié)劑熔化點的溫度，在配料制備過程中分兩次將粘結(jié)劑加入到煅后石油焦配料中，一次在壓制高密度骨料球前，另一次在其后的混合配料中；且在配料制備過程中有兩次壓力成型工序，一次是在制備高密度骨料壓球時，另一次是在陽極炭塊震動成型時。

本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)點是：

1、由于將煅后石油焦降溫至200℃左右時，直接連續(xù)的進行后續(xù)工藝的配料制備工作，不僅減少了煅后石油焦的二次加熱能耗，而且可以縮短了工藝流程，減少了冷卻輸送等環(huán)節(jié)的能耗。

2、將含有煤瀝青粘結(jié)劑分的高密骨料球作為骨料，加入到后續(xù)工序配料裝置中，與煅后石油焦中和煤瀝青粘結(jié)劑進行二次配料，由于高密骨料球中含有粘結(jié)劑成分，便于和后續(xù)填充配料中的粘結(jié)劑產(chǎn)生互為粘結(jié)吸附的共滲效應(yīng)，可保證陽極炭塊的均質(zhì)性，提高產(chǎn)品的合格率。

3，由于煅后石油焦中由于含有粘結(jié)劑成分，且在煤瀝青粘結(jié)劑熔化點溫度以上的工況條件下進行造粒壓球，這樣可以提高煅后高密骨料球的擠壓制備效率。

4、采用本發(fā)明技術(shù)方案生產(chǎn)出來的陽極炭塊最終產(chǎn)品，具有煤瀝青粘結(jié)劑總體含量低，體積密度高，氣孔率底，抗氧化性能強，比電阻值低，導(dǎo)電性能高，均質(zhì)性好等優(yōu)點，且制造成本低等優(yōu)點。

5、由于本制備工藝是在煅后石油焦的溫度在降至煤瀝青粘結(jié)劑固化點以上溫度后，直接連續(xù)的完成后續(xù)的制備工作，與現(xiàn)有技術(shù)相比，不僅可以減少物料冷卻后二次升溫加熱的能耗，而且可以降低物料的輸送和破碎過程中的能耗。

具體實施方式：本發(fā)明一種陽極炭塊配料制備工藝的基本工藝流程是：

本發(fā)明一種陽極炭塊配料制備工藝的主要工藝流程是：

工序1、在密閉的煅后石油焦冷卻裝置內(nèi)，將出爐后高溫在1200℃左右的各種不同粒度的煅后石油焦混合料，直接通過降溫冷卻裝置，將其溫度快速降溫至160℃-200℃，平 均溫度在180℃

工序2、將溫度降至180℃左右的各種粒度的煅后石油焦，加入至均料混捏裝置內(nèi)，在其溫度180℃左右的工況條件下，加入定量的煤瀝青粘結(jié)劑，使之與上道工序2導(dǎo)入的段后石油焦細(xì)顆粒粉料，進行充分的混合，產(chǎn)生粘結(jié)吸附效應(yīng)，而后將含有煤瀝青粘結(jié)劑的煅后石油焦均質(zhì)混合料，導(dǎo)入到螺旋壓力擠壓機中。

工序4、在螺旋壓力擠壓機中，將溫度≥160℃的均質(zhì)混合料，進行擠壓均質(zhì)密實，并在螺旋壓力擠壓機的下端出口，設(shè)置擠壓造粒壓球裝置，使得含有煤瀝青粘結(jié)劑的煅后石油焦混合料，經(jīng)過擠壓造粒壓球裝置的壓力作用，制備出高密骨料球，并將這些高密骨料球?qū)氲较碌琅淞瞎ば蛑醒b置中。

工序5、對高密骨料球，進行篩分分類處理，，一部分根據(jù)生產(chǎn)配料需求量，直接連續(xù)的導(dǎo)入到二次混合配料裝置中，一部分多余的高密骨料球?qū)肷a(chǎn)儲備料倉中。

連續(xù)導(dǎo)入到二次混合配料裝置(即混捏鍋內(nèi)或螺旋混捏機)的高密骨料球，此時，依然保持著≥160℃溫度的狀態(tài)，在混合配料裝置中，再按配比加入煅后石油焦細(xì)顆粒填充料粉，并二次加入的煤焦油粘結(jié)劑，進行均料混合，制備成能夠滿足震動成型所需的陽極炭塊混合配料。

工序6、將二次混合配料制備出的陽極炭塊混合配料，導(dǎo)入到配料儲備倉內(nèi)備用，爾后按所需的重量進行稱重，將混合配料導(dǎo)入到震動成型料箱內(nèi)，進行震動成型，制備成陽極炭塊生塊，進行冷卻后，在進入焙燒工序，完成陽極炭塊制備工藝。

上述實施例技術(shù)方案說明：

1、高密骨料球中粘結(jié)劑含量的比例≤整體陽極炭塊配料中粘結(jié)劑含量的比例。其陽極炭塊配料中粘結(jié)劑的總體含量≤13％

2、高密骨料球的體積密度≥整體陽極炭塊的體積密度。

3、高密骨料球擠壓成型時的溫度≥160℃，高于粘結(jié)劑的熔化點的溫度，以便粘結(jié)劑發(fā)揮其粘結(jié)功能。

4、上述工序4中，在螺旋壓力擠壓機下端出口設(shè)置的擠壓造粒壓球裝置，其擠壓造粒壓球裝置，可以設(shè)置成封蓋孔盤式，亦可設(shè)置成震蕩擊打式，顎板對壓式，或?qū)亯毫C式。

5、高密骨料球的顆粒形狀可以是圓柱形、球形、橢圓球形或矩形。

6、上述技術(shù)方案中所述的粘結(jié)劑，可以是煤焦油粘結(jié)劑，亦可是樹脂粘結(jié)劑，或進 行改性調(diào)配勾兌，以便獲取更佳的粘結(jié)性能或較高的結(jié)焦值。

7、上述工序1所述的煅后石油焦，在由1200℃左右向低溫180℃左右冷卻過程中所釋放的熱能可以二次利用。

8、在配料制備過程中所添加的煤瀝青粘結(jié)劑，可以直接添加固體煤瀝青粘結(jié)劑，亦可添加熔化后的煤瀝青粘結(jié)劑，由于工況溫度≥160℃，固體煤瀝青粘結(jié)劑添可在混合配料過程中進行熔解軟化變成流體液態(tài)，實現(xiàn)其粘結(jié)功能。