改质沥青生产炼铝工业及碳素工业所用的浸渍

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国内外目前生产改质沥青工艺主要有氧化法、热聚合法(包括管式炉法和釜式法)、真空闪蒸法等。国内鞍山焦化耐火材料设计研究院(ACRE)成功地开发了金式热聚合法生产改质沥青的工艺。

1、浸渍剂沥青

利用煤焦油沥青研制电极浸渍剂沥青的关键是降低啥咻不溶物(QI)含量。我国浸渍剂沥青尚无专门生产线,目前炼铝和碳素工业所用的浸渍剂大都是用焦化行业生产的煤焦油中温沥青。这种沥青的QI含量较高,一般在10%左右,使用时QI会在碳素制品孔隙入口处形成不渗透滤饼而降低沥青浸入率,影响浸渍效果。为此,日本专门研究了QI0.1%的电极浸渍沥青,并已投入工业化生产,国内有关碳素厂也迫切希望得到这种电极浸渍沥青:此外,如果将煤沥青作为生产针状焦的原料使用,也要求将其中QI分离掉,因此这种低QI改质沥青国内市场及出口前景看好。

无锡焦化厂以中温煤焦油沥青为原料,选择价廉易得的有机溶剂(重呲院盐基),采用加热溶解、真空抽滤、常(减)压蒸馏工艺,制得符合碳素厂要求的电极浸渍沥青,产品中的QI达到日本同类产品标准,在真空抽滤实验过程中找到了一种既能满足使用要求又可望实施工业生产的过滤材料,为今后的工业化生产找到了条切实可行的途径,摸清了煤焦油沥青中QI的分离整个工艺流程的有关参数为进一步中间试验提供了相关参数。

制备C/C复合、高强、高密材料也都需进行浸渍处理,目前我国大部分厂家使用中温煤焦油沥青或改质煤焦油沥青做浸渍剂,这些沥青除原生QI含量较高外产碳率也较低,增加了浸渍的难度,特别是对于航空航天工业中的高性能材料,般的浸渍沥青使用效果不能令人满意。国外六七十年代研究开发了高产碳沥青浸渍剂,由于主要用于军备竞赛的武器设备,其技术严格保密,鲜有文献报道。随着国防建设和高品位民用材料的发展,开发高产碳沥青浸渍剂已成为当务之急。山西煤化所研究了硫化制备高产碳沥青的方法。原料采用改质沥青和化学纯升华硫,首先通过蒸馏净化煤沥青,有效地除去一次QI组分,然后用硫化法调制煤沥青,所得沥青H/C比较高,芳香度较小,流动性好,产碳率高,热稳定性好,适于做浸渍沥青。

2、粘结剂沥青

在碳素制品生产中,沥青是不可缺少的粘结剂,尤其是在电极生产过程中用于使粉状固体料粘结成型的粘结剂的好坏对电极质量起着至关重要的作用。随着炼铝工业和钢铁工业的发展,铝厂对阳极糊和钢厂对石墨电极的要求越来越高,因此提高粘结剂沥青的质量十分重要。国内许多碳素厂所使用的粘结剂为焦化厂煤焦油蒸留过程中产生的中温沥青,其最大的缺陷是甲苯不溶物含量和结焦值两项指标太低。要满足碳素制品的密度、导电性、强度等指标的要求,这两项指标必须加以提高,甲苯不溶物含量要求大于26%,结焦值要求大于50%。这是因为,甲苯不溶物是沥青中分子量比较大的那一部分,是由多环芳烃组成的多环或杂环化合物,具有较强的粘结能力且其粘结具有较宽的温度范围:又因为其氢碳比小,在焙烧过程中产生的气泡少,残炭率高(即结焦值大),因而焙烧产品致密、强度高、导电性好。生产改质沥青比较成熟的方法有氧化法或热聚合法(原理如前所述),这两种工艺均不复杂,投资不多,且改质后的沥青甲苯不溶物含量和结焦值两项指标比中温沥青高得多,可以达到碳素制品对粘结剂的要求。#煤沥青厂家闫梦姣#




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