Электродная масса

 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано, например , при производстве анодной массы для алюминиевых электролизеров. Сущность изобретения: электродная масса, содержащая твердый углеродный наполнитель и каменноугольный пек, дополнительно содержит продукты переработки смолы пиролиза нефтепродуктов и/или дистиллятного крекинг-остатка воздухом при 260-350°С. Это позволяет при сохранении высоких эксплуатационных свойств электродной массы значительно снизить ее канцерогенность (содержание бенз(а)лирена в возгонах 0,2-0,8 мас.%), 3 п.ф-лы, 1 фиг, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 01 В 31/02, С 25 СЗ/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 ц;,-;

К ПАТЕНТУ

7.5 — 24,0

Остальное (21) 5017234/26 (22) 18.12.91 (46) 15.08,93. Бюл. Й 30 (76) B,В.Крюков, А.Х.Гайсин. В.Н.Желнин и

М,А. Блудя н (56) Троицкий И.А., Железнов B.À. Металлургия алюминия, М.: Металлургия, 1984, с.

224. (54) ЭЛЕКТРОДНАЯ МАССА (57) Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано, например, при производстве анодной массы

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано, в частности, при получении металлов методом электолиза расплавленных солей, например, для производства анодной массы алюминиевых электролизеров.

В основу изобретения положена задача создания электродной массы с использованием каменноугольного пека, которая, имея преимущества прототипа — высокие механические свойства получаемых из нее.электродов, меньшую стоимость, налаженность производства, достаточную сырьевую базу, обладала бы в то же время более низкими реакционной способностью в токе СОр и канцерогенностью.

Сущность изобретения заключается в том, что, по первому варианту, электродная масса, содержащая твердый углеродный наполнитель и каменноугольный пек, согласно изобретению, дополнительно содержит продукт обработки смолы пиролиза нефте„„. 1Ц „„1834840 АЗ для алюминиевых электролизеров. Сущность изобретения: электродная масса, содержащая твердый углеродный наполнитель и каменноугольный пек, дополнительно содержит продукты переработки смолы пиролиза нефтепродуктов и/или дистиллятного крекинг-остатка воздухом при 260-350 С. Это позволяет при сохранении высоких эксплуатационных свойств электродной массы значительно снизить ее канцерогенность (содержание бенз(а)пирена в возгонах 0,2-0,8 мас. ). 3 п,ф-лы, 1 фиг,, 1 табл. продуктов воздухом при 260-350 С при следующем соотношении компонентов(мас.Q):

Продукт обработки смолы пиролиза 3,0-15,0

Каменноугольный пек 7,5 — 24,0

Твердый угольный наполнитель Остальное

Согласно второму варианту, электродная масса, содержащая твердый углеродный наполнитель и каменноугольный пек, дополнительно содержит продукт обработки дистиллятного крекинг-остатка воздухом при 260-350 С при следующем соотношении компонентов (мас. ):

Продукт обработки дистиллятного крекинг-остатка 3,0 — 15,0

Каменноугольный пек

Твердый углеродный наполнитель

1834840

7,5-24,0

Согласно третьему варианту, электродная масса, содержащая твердый углеродный напалнитель и каменноугольный пек, дополнительно содержит продукты обработки дистиллятного крекинг-остатка и смолы пиролиза нефтепродуктов воздухом при

260-350 С при следующем соотношении компонентов (mac. ).

Продукт обработки дистиллятного крекинг-остатка 0,3-13,5

Продукт обработки смолы пиролиэа 0,3-13,5

Каменноугольный

ner.

Твердый углеродный наполнитель Остальное

Заявляемое изобретение основано на установленном авторами эффекте резкого снижения выдellQllllsl бенз(а)пирена из каменноугольного пека под воздействием дополнительно вводимых компонентов.

На чертеже представлена зависимость содержания бенз(а)пирена в возгонах, сконденсированных в процессе нагрева от 20 до

1000 С смеси каменноугольного пека и продуктов обработки смолы пиролиза и дистиллятного крекинг-остатка, где 1 — кривая аддитивности, которая должна иметь место в случае, если бы наблюдаемый эффект являлся следствием простой замены части более канцерогенного компонента менее канцерогенньцл; 2 — реальная кривая, полученная в результате экспериментов, для смеси каменноугольного пека и продукта обработки дистиллятного крекинг-остатка воздухом при 280 С: 3 — реальная кривая, полученная в результате экспериментов для смеси каменноугольного пека и продукта обработки смолы пиролиэа бензина воздухом при 280 С.

На представленном графике виден четкий выраженный экспоненциальный характер зависимости. Это свидетельствует о том, что снижение концентрации бенз(а)пирена в возгонах происходит в результате сложного .физико-химического взаимодействия между компонентами, механизм которого еще предстоит выяснить. Можно предположить, что в данном случае происходит вовлечение полициклических ароматических углеводородов, в частности, бенз(а)пирена, в процессы конденсации по реакционно-способным атомам водорода и двойным углерод-углеродным связям в реакционной массе с образованием термореактивных соединений, Таким образом, введение в состав электродной массы, содержащей каменноугольный пек, продуктов обработки смолы пиролиза и/или дистиллятного крекинг-остатка в заявленных соотношениях позволяет получить новый технический реэультат— резкое снижение ее канцерогенности— вследствие ингибирования процесса выделения бенэ(а)пирена при воздействии повы- шенных температур.

Изобретение иллюстрируется примера)ли.

10 Электродную массу готовят следующим образом, Нефтяной кокс прокаливают при температуре 1200 С, охлаждают, дробят, рассеивают по фракциям и дозируют по гранулометрическому составу в следующем

c0oTHoLUeíèè, MBc,%.

8+4 мм . 145

-4+ 1 мм 27,8 — 1+0,08 мм 29,1

20 -0 08 мм 28,6

Смолу пиролиэа и дистиллятный крекинг-остаток нагрева OT с одновременным барботажем воздухом, Полученные продукты смешивают с каменноугольным пеком и нефтяным коксом в лабораторном смесителем при 160 С до гомогенизации.

Режимы обработки. смолы пиролиза и дистиллятного крекинг-остатка и конкретные составы полученной электродной массы приведены в таблице.

Среднюю пробу электродной массы, полученной по примерам 1, 2, 5, 6, 9-12, загружают в цилиндрическую пресс-форму

35 и прессуют под давлением 10 МПа. Сформованное изделие устанавливают в контейнер.

Свободное пространство между изделием и контейнером заполняют коксовой крупкой с размером зерен 4-2 мм, закрывают метал40 лической крышкой и устанавливают в печь.

Подъегл температуры ведут со скоростью

1000C/÷, до достижения 1000 С и выдерживают при этой температуре 4 ч.

После окончания обжига образцы ах45 лаждают в печи до комнатной температуры.

Из нижней части полученного электрода изготавливают образцы диаметром 36 мм, длиной 85 мм и определяют удельное элек тросопротивление. Затем образцы разреза50 ют на две части высотой 40 мм, определяют плотность, пределы прочности на сжатие и раэрушаемость в токе СО» .

Среднюю пробу электродной массы, полученной по примерам 3, 4, 7, 8, 13-16, 55 загружают в железный кожух на высоту 340 мм, помещают в стакан -из нержавеющей жаропрочной стали, устанавливают в шахтную печь. Свободное пространство заполняют коксовой крупкой с размером зерен

6 4 MM. Обжиг сформованного изделия и

1834840 исследование физико-химических свойств полученных электродов осуществляют как описано выше.

Физико-химические свойства электродной массы и сформованных, термообработанных электродов из нее также приведены в таблице .

Как видно из представленных данных, изобретение позволяет снизить окисляемость и осыпаемость электродной массы и в целом реакционную способность в токе

СО2, соответственно, улучшить эксплуатационные свойства электродов, полученных из этой массы. Это особенно важно при проведении процесса электролитического получения алюминия, т.к, при этом выделяется значительное количество СО2, и от надежности, стабильности работы анодов зависит производительность, удельный расход электроэнергии и другие технико-экономические показатели, Изобретение расширяет сырьевую базу для изготовления электродов, позволяет значительно улучшить экологические показатели при их использовании за счет значительного сокращения выделяемых канцерогенных веществ (содержание бенз(а)пирена в возгонах составляет 0,2-0,8 мас.,ь)..

Формула изобретения

1. Электродная масса, содержащая твердый углеродный наполнитель и каменноугольный пек, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит продукт обработки смолы пиролиза нефтепродуктов воздухом при 260-350 С при следующем соотношении компонентов (мас. Д );

7,5-24,0

7,5 — 24,0

0,3 — 13,5

7,5 — 24,0

Остальное

Продукт обработки смолы пиролиза 3,0-15,0

Каменноугольный пек

5 Твердый углеродный наполнитель Остальное

2. Электродная масса, содержащая твердый углеродный наполнитель и каменноугольный пек, отличающаяся тем, 10 что она дополнительно содержит продукт обработки дистиллятного крекинг-остатка воздухом при 260 — 350 С при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Продукт обработки

15 дистиллятного крекинг-остатка 3,0 — 15,0

Каменноугольный пек

Твердый углеродный

20 наполнитель Остал ьное.

3. Электродная масса, содержащая твердый углеродный наполнитель и каменноугольный пек, от л и ч а ю ща я с я тем, что она дополнительно содержит продукты

25 обработки дистиллятного крекинг-остатка и смолы пиролиза нефтепродуктов воздухом при 260 — 350 С при следующем соотношении компонентов, мас. Д:

Продукт обработки дистиллятного крекинг-остатка

Продукт обработки смолы пиролиза 0,3 — 13,5

Каменноугольный

35 пек

Твердый углеродный наполнитель

1834840

1

I 43

Ie

1 О

"О с!

3 1

3 1

1 3

1 . 1

I "О I

1 I

I l

ЦЪ Ф в

3 I

1 3 б . 1

I I

I l

I -О !

1 « I

Ф 1!

1 в

44\ 1

3=1

1 сч 1

° 1

I I

3 о о

ЪФЪ м

Ю

Ю о о сЧ

-3

Ю

С 4 м

CO

40 л с

CO ъО сЧ

Ю.О

40

0Ъ С4

X

L х с

l х л с о

tA м

Ф

-Ос

i о ь

С4

Ф

Cg ч»

СФЪ ф ъО

4ВЪ 44 ь

4М о

Ъ/Ъ

СЪ

Ю м а

1 L

1 4g

1 X

4О о е у

Ю 4 ° ь

Ю сч

Сб

3 сб

Ю с м м м

44Ъ

3 -О

- м м с 4

Ф . с.м

ФЧ

CO съ

С4

"О

С4

LA

m о

O е

У со м м

tA

С4 со 44Ъ с с м

° сЧ

L3 о о

lA м ъО

lA с

40 о

C ,Х

4) 43

СЪ с 3

1 ОЪ о

lA

CO сЧ с CO

3 сч м

-О. сЧ о

CO

Ю о сч

CO 4 м

CO 4Ч

LA сч л с

4 Ъ о о о

tA

CO C4 с4

tA о с

lA

Ю

ОЪ

4D ФЧ

CO м о иъ

4 л с Ъ х е

CL

Э х

O. с

ФС

CL

Ф

X

Q.

Cg О

Ю

ЪСЪ сО сч.

tA с с б с

LA

LA

44О

ЪО м м

СО 40 м сч сЧ свъ м о л с сч

4 4Ъ с

Ю б !

l

1

1

1

1

1

1

Ф

1, .I

1 2I а

Ф

1 X

1 X а

4О сч о о

Сб

33Ъ

CD C4

Ф

tA с

4 л

ЪбЪ м

СО

ФЧ л сч сч

Ю с сЧ м м

Y вIо о

X х

61 с1 х о

LA о о с бвЪ О м

44Ъ

М бсЪ с с сч

° C4

lA м

ФЧ. сч м

8

L х х

Ф

Cl. х

Ю сч о . о

i .:т о сЧ В

44\

44Ъ

lA л сч м св

М ОЪ с иъ м сЧ

CO а>

4 о о ъО о сч о

L о

ItC

X

3о

X с

X ь

LA

Л CO ъО с л

LA м сч сч м

СЪ

tA л

С» сч с о м с 3

Сб сч

Ю с

CD м

CI с сЧ

-Ф м м ь сч

3 м

4Ч

4D

435 о

Ю м о с

Cg

Ю с

Ю л

Ю

Ю

ФЧ ъО с"ъ

«х . оъ tA м с сч о

4Ч

C4I

3; 1!

ФЧ

CI

-О. сЧ

Ю

Ю в сч с

ЪВЪ

tA

4Ч сч

4Ч

4 Ъ

8

C о

Ю

Ю сч

* м с Ъ о

4 4

tA со ъО м м! с со

tA л

ЪО м

Ю сЧ л ,0

40 43

tA л сЧ о о

4 сЧ

Ю с

СО tA

Св

ФЧ м

° О

lA л с

« г м

X «х

О 3z о °

zto o

Фет

4О 41 X

l- 40 Ф

vOm

I- l эхо

Ов X I"

X Э

О М 4О

ОЭ3ОО О

Ю мъ ъО с

v

<х

t»

z т

3- Х

0 ЭОО

40 а

его а е

tO O X

0 В о

Y I"

»tC 3сссе

ax v

С 3- O о

5 св

X о

l»

4С о и

K л

4g

Y! х с о

L х 4 св 7

Л 3сс е

X х

3о

v л

Ъ

ОО

43 с о о о о о

Ф 3e. v

C X

Зv Cl

o e o о 7 с

z а

l» х Ф

4g X

443 О) с

O Xm X

Z l °.О Ох сэ аю е х

4g

4О т х о

g!

40 443 о

Ф Ф

Z СО е

33 е аzgg

Э Ф °

ct u. v

oze

L CX х е

3- Х. о z

ВО tg ф8 х х ф CiдО

iz

Z о с

L л о

z ag

Э °

43

3о о

Ф

4С с о х о

Х 4g о у

4 °

Э

X х е у

Ф

X

O. с.О ! °

3.

v о

Z 444

3о v с. с- б

Iо о

44I

I- X. о и с, С 3

z х

О е ас с

1 1

Г «1

1

1 — 4

1 Ю

1

Ф» 1

1 . I

I I

Ф Ф вЂ” — 1 б

1 CO

I.

1

1 л

1.— -1

1

1 О !

l l

1 I

I 1

1 1

1

I 3 — — б

1 ! в

3 м

1 3! 1

1 1 Ф

1 в r в

I 3 сч I

3 1 1

Ф .Š—

1 " 1

I 3

Е

1 . 1

1 1 .! Ъ I

1 - I ! ! 1

1 I

1 1

1 fg З 1

1 Е O °

О В- V

v e

I 4g X 1

I 4О 1 х

1 X ст 1 о

m a

l Е 3I Y 1

o e о с

Св ОЪ

Ю Ю О

0 с о .Сг о

lA сЧ Л сЧ

CO л с с

Ю ъо

34Ъ сч сЪ м с

° СЧ . Ct о

l о х

Й

Iv

С е с о

Cl

С

X

v х

lo во 8 !

Э х

Ф

"X

»4 Х

X Q.

X C

Й в х е

С 3м 1-v о о ! ! 1

Э Х ф х

3- а

О во ао

Е L

4О О

z 1а 4С с с с е х

Х 3» v

< z

443 о

4Х е

О tg

Х X о с е о а а

- С

О О е о х X и

X х

3 е о

Об во

Ф е аа

t lg х

З

tC

Э %

CL Ф

1834840

03 х (D

О A

Ct

Л х

Ю О к

Ж и о

С.Ъ

Составитель

Техред M.Moðãåíòçë

Редактор

Корректор И.Шмакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101, Заказ 2702 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5