【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种铝电解碳素阳极用生物沥青的制备方法、铝电解碳素阳极及其制备方法，属于铝电解碳素阳极制备领域。
技术介绍
1、铝电解槽中，碳阳极是核心部件，用于与电解槽中的正极相连，铝电解用碳素阳极一般采用灰分较少的碳素材料进行生产，在以石油焦为骨料的基础上，采用煤沥青作为粘结剂，经过煅烧、破碎、配料、混捏、成型和焙烧等一系列工序后制备而成。
2、铝用炭阳极对灰分、硫分、导电性及微量元素等有严格的要求：铝用炭阳极中的灰分在电解铝时部分会进入铝液，影响原铝的品级；含硫量过高会加重对环境的污染、腐蚀生产装备；一些微量元素对阳极使用效果也影响较大。
3、在碳素阳极生产过程中，煤沥青在高温下易排出较多气体，导致产品中形成不少气孔，使得产品的孔隙率较高，加快了阳极的消耗，降低产品的寿命；而且煤沥青在高温下释放出so2、co2等有害气体，易造成严重的环境污染。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种铝电解碳素阳极用生物沥青的制备方法，以解决现有技术中碳素阳极孔隙率较高、寿命低的问题。
2、本专利技术的第二个目的是提供一种铝电解碳素阳极，以解决现有技术中碳素阳极孔隙率较高、寿命低的问题。
3、本专利技术的第三个目的是提供一种铝电解碳素阳极的制备方法，以解决现有技术中碳素阳极孔隙率较高、寿命低，且制备过程易造成环境污染的问题。
4、为了实现以上目的，本专利技术的技术方案为：
5、一种铝电解碳素阳极用生物沥青的制备方法，包
6、本专利技术的铝电解碳素阳极用生物沥青的制备方法为开拓型专利技术创造。本专利技术利用“相似相溶”的基本原理，将含油污泥中的油转移至三氯甲烷中，在经过高温裂解、蒸馏，能够有效去除含油污泥中的杂质，并得到生物沥青。该生物沥青代替常规的煤沥青作为铝电解碳素阳极的粘接剂，能够有效降低碳素阳极的孔隙率，提高阳极的寿命。
7、为了进一步去除含油污泥中的杂质，提高生物沥青的纯度，优选地，所述裂解是将萃取物升温至400～410℃，在400～410℃保温30min；所述升温的速率为7～8℃/min。
8、为了进一步提高含油污泥中油的萃取效率，优选地，所述萃取是将所述含油污泥与水混合后，得到混合液，将混合液用三氯甲烷进行萃取；所述三氯甲烷在混合液中的体积分数为5～6％。
9、优选地，所述蒸馏的时间为22～24h。在该时间内进行蒸馏，杂质去除会更加充分。
10、本专利技术的第二个技术方案为：
11、一种铝电解碳素阳极，由粘接剂和骨料制得，所述粘接剂为生物沥青，所述骨料为无烟煤和石油焦，所述生物沥青是采用上述的铝电解碳素阳极用生物沥青的制备方法制得。
12、本专利技术的铝电解碳素阳极的粘接剂，采用含油污泥制备的生物沥青代替常规的煤沥青，能够更好地润湿骨料，贯穿性地粘附在骨料周围，可以有效降低碳素阳极的孔隙率，提高阳极的寿命。本专利技术的碳素阳极的表观密度1.63×103kg/m3、电阻率3.48×10-3ω·cm、抗压强度32mpa，达到了我国碳素阳极标准的一级要求。
13、为了进一步提高碳素阳极的物理性能，优选地，所述生物沥青、无烟煤、石油焦的质量比为(15～17)：(14～16)：(60～67)。
14、为了进一步降低碳素阳极的孔隙度，优选地，所述生物沥青的粒径为1～2mm，所述无烟煤的粒径为1～2mm，所述石油焦的粒径为2～6mm。
15、本专利技术的第三个技术方案为：
16、一种铝电解碳素阳极的制备方法，包括以下步骤：将生物沥青、无烟煤、石油焦进行预热、混合，得到混合物，将混合物进行混捏、压制、焙烧，得到铝电解碳素阳极。
17、本专利技术的生物沥青是由含油污泥制备得到的，含油污泥中含有苯、酚和萘等多种有害物质，获得的生物沥青若仍含有少量该类物质，在铝电解碳素阳极的制备过程中，经过焙烧的过程，有害物质分解炭化，所排废气几乎不会造成二次污染，避免环境污染。而且本专利技术用生物沥青代替常规的煤沥青作为铝电解碳素阳极的粘接剂，能够有效降低碳素阳极的孔隙率，提高阳极的寿命。
18、优选地，所述预热的温度为170～172℃；所述压制的压力为25～30mpa。
19、优选地，所述焙烧为梯度升温焙烧；所述梯度升温分为7个阶段，第一梯度的温度为110～120℃，升温速率为3.5～4.0℃/min，第二梯度的温度为160～170℃，升温速率为1.7～2.0℃/min，第三梯度的温度为200～210℃，升温速率为1.3～1.8℃/min，第四梯度的温度为550～560℃，升温速率为0.15～0.2℃/min，第五梯度的温度为620～630℃，升温速率为0.3～0.4℃/min，第六梯度的温度为720～730℃，升温速率为0.8～0.9℃/min，第七梯度的温度为1150～1160℃，升温速率为1.25～2.0℃/min，在1150～1160℃保温3～4h。
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1.一种铝电解碳素阳极用生物沥青的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将含油污泥用三氯甲烷进行萃取，得到萃取物，将萃取物在400～410℃下进行裂解，收集裂解气相物，得到生物油；将生物油在真空度不大于5000Pa、245～250℃下进行蒸馏，收集蒸馏气相物，得到生物沥青。
2.根据权利要求1所述的铝电解碳素阳极用生物沥青的制备方法，其特征在于，所述裂解是将萃取物升温至400～410℃，在400～410℃保温30min；所述升温的速率为7～8℃/min。
3.根据权利要求1所述的铝电解碳素阳极用生物沥青的制备方法，其特征在于，所述萃取是将所述含油污泥与水混合后，得到混合液，将混合液用三氯甲烷进行萃取；所述三氯甲烷在混合液中的体积分数为5～6％。
4.根据权利要求1-3任一项所述的铝电解碳素阳极用生物沥青的制备方法，其特征在于，所述蒸馏的时间为22～24h。
5.一种铝电解碳素阳极，其特征在于，由粘接剂和骨料制得，所述粘接剂为生物沥青，所述骨料为无烟煤和石油焦，所述生物沥青是采用权利要求1-4任一项所述的铝电解碳素阳极用生物沥青的制备方
6.根据权利要求5所述的铝电解碳素阳极，其特征在于，所述生物沥青、无烟煤、石油焦的质量比为(15～17)：(14～16)：(60～67)。
7.根据权利要求5或6所述的铝电解碳素阳极，其特征在于，所述生物沥青的粒径为1～2mm，所述无烟煤的粒径为1～2mm，所述石油焦的粒径为2～6mm。
8.一种如权利要求5-7任一项所述的铝电解碳素阳极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将生物沥青、无烟煤、石油焦进行预热、混合，得到混合物，将混合物进行混捏、压制、焙烧，得到铝电解碳素阳极。
9.根据权利要求8所述的铝电解碳素阳极的制备方法，其特征在于，所述预热的温度为170～172℃；所述压制的压力为25～30MPa。
10.根据权利要求8或9所述的铝电解碳素阳极的制备方法，其特征在于，所述焙烧为梯度升温焙烧；所述梯度升温分为7个阶段，第一梯度的温度为110～120℃，升温速率为3.5～4.0℃/min，第二梯度的温度为160～170℃，升温速率为1.7～2.0℃/min，第三梯度的温度为200～210℃，升温速率为1.3～1.8℃/min，第四梯度的温度为550～560℃，升温速率为0.15～0.2℃/min，第五梯度的温度为620～630℃，升温速率为0.3～0.4℃/min，第六梯度的温度为720～730℃，升温速率为0.8～0.9℃/min，第七梯度的温度为1150～1160℃，升温速率为1.25～2.0℃/min，在1150～1160℃保温3～4h。
...【技术特征摘要】
1.一种铝电解碳素阳极用生物沥青的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将含油污泥用三氯甲烷进行萃取，得到萃取物，将萃取物在400～410℃下进行裂解，收集裂解气相物，得到生物油；将生物油在真空度不大于5000pa、245～250℃下进行蒸馏，收集蒸馏气相物，得到生物沥青。
2.根据权利要求1所述的铝电解碳素阳极用生物沥青的制备方法，其特征在于，所述裂解是将萃取物升温至400～410℃，在400～410℃保温30min；所述升温的速率为7～8℃/min。
3.根据权利要求1所述的铝电解碳素阳极用生物沥青的制备方法，其特征在于，所述萃取是将所述含油污泥与水混合后，得到混合液，将混合液用三氯甲烷进行萃取；所述三氯甲烷在混合液中的体积分数为5～6％。
4.根据权利要求1-3任一项所述的铝电解碳素阳极用生物沥青的制备方法，其特征在于，所述蒸馏的时间为22～24h。
5.一种铝电解碳素阳极，其特征在于，由粘接剂和骨料制得，所述粘接剂为生物沥青，所述骨料为无烟煤和石油焦，所述生物沥青是采用权利要求1-4任一项所述的铝电解碳素阳极用生物沥青的制备方法制得。
6.根据权利要求5所述的铝电解碳素阳极，其特征在于，所述生物沥青、无烟煤、石油焦的质量比为(15～17)：(14～16)：(60～67)。
【专利技术属性】
技术研发人员：王维，张坤谟，张国玲，孙启蕊，李玉芝，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：
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