复合粘结剂的无机改性对铝用炭间糊性能的影响

分别采用氧化硼、碳化硅、人造石墨对改质沥青-煤焦油复合粘结剂进行无机改性,并与电煅无烟煤、熟碎、沥青焦制备铝电解用炭间糊,研究添加剂种类对炭间糊常规性能、膨胀/收缩过程以及失重过程的影响。结果表明,三种添加剂显著降低了炭间糊在升温过程中的体积膨胀,并改变了炭间糊的膨胀/收缩过程,但未能降低恒温后的热收缩;其中人造石墨添加剂有效改善了制备炭间糊的灰分、体积密度、耐压强度,减缓了炭间糊的失重过程,同时将残炭值由86.30%提高至88.73%,人造石墨添加剂对于复合粘结剂的无机改性效果远优于氧化硼、碳化硅添加剂。

环氧树脂与铝用炭素材料固体原料的静态浸润性能研究

采用自行研制的浸润性测定系统,研究了环氧树脂对沥青焦和电煅煤的静态浸润过程,分析了粒度分布、加热温度、浸润时间、堆积密度对环氧树脂与固体原料静态浸润性能的影响规律。研究表明,适当增加粒度分布、提高加热温度、延长浸润时间、降低堆积密度均可改善环氧树脂对沥青焦和电煅煤的静态浸润效果。研究环氧树脂与铝用炭素材料固体原料的静态浸润特征规律,有利于确定环氧树脂在混捏过程中的最佳配入量,对于环保型铝用炭素材料的设计和开发具有重要意义。

改质沥青对电煅无烟煤和沥青焦浸润性的研究

以改质沥青为粘结剂、电煅无烟煤和沥青焦为骨料,研究骨料粒度、加热温度、保温时间及振动次数对改质沥青浸润性的影响,并对不同粒度分布的电煅无烟煤和沥青焦的比表面积进行测定。结果表明,随着骨料粒度的减小,骨料颗粒的比表面积逐渐增大;改质沥青对电煅无烟煤和沥青焦的浸润性均随骨料粒度的减小和振动次数的增加而大幅度降低,随加热温度和保温时间的增加而逐渐增大。通过适当调整骨料粒度分布、加热温度、保温时间、振动次数等工艺参数,能够改善改质沥青对电煅无烟煤和沥青焦的浸润效果。

改质沥青——煤焦油粘结剂添加B_4C对铝用炭间糊性能的影响

以改质沥青—煤焦油混合粘结剂为基体,添加B_4C制备改性粘结剂,并以电煅无烟煤、沥青焦、熟碎为骨料和改性粘结剂制备铝电解用炭间糊,研究B_4C添加量对制备炭间糊性能及微观结构的影响。结果表明,随着B_4C添加量的增加,制备炭间糊的灰分、电阻率、耐压强度、残炭率逐渐增大,挥发分、膨胀/收缩率、失重速率逐渐减小;B_4C在高温下与O_2、CO等小分子化合物发生化学反应,生成的氧化硼高温熔融,可以有效减缓粘结剂热解缩聚产生的体积变化和快速失重,并改善粘结焦的致密程度;当B_4C添加量为3%时,制备炭间糊具有较佳的综合性能。

煤焦油对铝电解槽阴极炭质内衬骨料的浸润性研究

粘结剂对骨料的浸润性能是影响铝电解槽阴极炭质内衬混捏糊料质量的重要指标。利用静态浸润性能测定装置,分别研究了不同骨料种类和粒径、温度、加热时间、振实时间下高温煤焦油对阴极炭质内衬骨料浸润性的变化规律,并测定了骨料的比表面积和堆积密度。结果表明,随着骨料粒径的减小和振实时间的增加,比表面积增大,骨料趋于紧密堆积,煤焦油对阴极炭质内衬骨料的浸润性显著降低;随着温度的提高和加热时间的延长,煤焦油的黏度急剧下降,毛细管作用加强,煤焦油对阴极炭质内衬骨料的浸润性大幅度增加;在相同工艺参数的条件下,煤焦油对电煅无烟煤的浸润性均优于沥青焦。

氟化镍添加剂对铝电解用炭间糊性能的影响

通过添加不同含量的氟化镍(NiF_2)对改质沥青-煤焦油复合粘结剂进行改性,并采用改性复合粘结剂与电煅无烟煤、沥青焦、熟碎制备铝电解用炭间糊,研究NiF_2添加量对炭间糊常规性能、膨胀/收缩过程、质量损失过程以及微观结构的影响。结果表明,随着NiF_2添加量增加,炭间糊的致密程度和导电性能逐渐提高,耐压强度和膨胀/收缩率均呈先增大后减小的变化趋势,挥发分在8.86%~9.53%范围内波动;体积膨胀显著增加,焦化温度提前,残炭值提高;NiF_2添加剂的反应产物以复杂混合物形式分布于粘结焦层片结构。当NiF_2添加量为4%时,炭间糊的综合性能达到最佳。

TiB_2添加剂对铝电解用炭间糊性能的影响

采用Ti B2为添加剂,以沥青焦、熟碎、电煅煤为骨料,改质沥青和煤焦油为混合粘结剂制备铝用炭间糊,研究Ti B2添加量对制备炭间糊基本性能、膨胀/收缩过程、失重过程及微观结构的影响。结果表明,随着Ti B2添加量的增加,制备炭间糊的体积密度、电阻率逐渐增大,挥发分、耐压强度逐渐降低,膨胀/收缩先减小后增大;焦化过程提前,失重速率减缓;复合炭化产物尺寸增大,分散性降低。当Ti B2添加量为2%时,制备炭间糊具有较佳的综合性能。

γ树脂提取方式及含量对煤沥青润湿性能的影响

为改善煤沥青的润湿性能,分别以甲苯、苯、二甲苯为溶剂,改质煤沥青为基体,萃取获得甲苯提取物、苯提取物、二甲苯提取物,利用FT-IR结合TG-DTG研究3种提取物的化学结构与热解特性。结果显示3种溶剂提取物的红外光谱图及TG-DTG曲线基本相似,可以认为3种提取物基本相似。将3种提取物分别与改质煤沥青按照不同比例混合制备改性沥青,研究γ树脂提取方式和含量对改性沥青软化点、结焦值以及润湿性能的影响,结果表明,随着提取物含量的增加,改性沥青的软化点、结焦值均有所降低,接触角降至0°的时间缩短,3种提取物均会降低改性沥青的软化点和结焦值,改善煤沥青的润湿性能。

浮选工艺条件对铝电解炭渣中炭质材料分离效果的影响

利用浮选工艺处理贵州某电解铝厂产生的低碳品位炭渣,研究了炭渣粒度、矿浆浓度、搅拌速度、充气量等工艺条件对炭渣中炭质材料分离效果的影响。结果表明,在炭渣粒度120~140目、矿浆浓度30%、搅拌速度1600 r/min、充气量0.30 m3/h的条件下,炭回收率为81.55%,炭纯度达到85.23%。