改性煤瀝青在炭素工業中的作用

Mondo 社會 更新 2024-02-19

1.使用。

煤瀝青是煤焦油加工過程中的副產品,其收率佔煤焦油總量的30%-40%。 目前,煤瀝青主要用於生產陽極膏、浸漬瀝青、電纜瀝青、輪胎專用瀝青、石墨電極等產品。 但是,它們大多用於生產陽極膏,陽極膏是鋁電解生產中不可缺少的原料。 隨著鋁工業的發展,鋁的產量大幅增加,對陽極漿的需求也在增加。 因此,不斷研究開發煤瀝青的應用方法,提高煤瀝青的加工深度,減少陽極漿中的殘炭量,降低電解鋁的能耗,提高碳製品的導電性,提高電解槽的生產能力,具有重要意義。

二是主要作用。

1.作為碳漿的粘結劑。 在鋁電解槽中使用的陽極漿料中,煤瀝青作為粘合劑存在。 在陽極膏的生產中,首先需要用焦油瀝青作為基層瀝青,然後用氧化聚合反應形成的聚合物作為粘結劑,以保證陽極膏在使用時能保持一定的強度。 粘結劑的網路結構主要是由聚合物的大分子鏈之間形成氫鍵並相互締合而形成的。 在一定的溫度和時間條件下,基質瀝青發生氧化聚合反應,形成一定分子量的聚合物粘結劑,殘留的活性基團在瀝青分子之間形成氫鍵,形成網狀結構,使焦油瀝青具有良好的內聚力。

2.降低陽極漿料的膨脹率。 煤瀝青是多環芳烴的複雜混合物,其中大部分是低粘度、低熔點的揮發性成分,這些成分的揮發導致煤瀝青體積收縮。 同時,由於煤瀝青中含有大量芳香度高的成分,這些物質在加熱時容易發生熱收縮。 因此,煤瀝青具有熱脹冷縮的往復變化明顯特點。 煤瀝青加入陽極漿料後再捏合、成型、焙燒,體積收縮率一般為20%-30%,體積收縮率高會嚴重影響炭素製品的焙燒質量和原鋁的質量。 加入適量的煤瀝青可以顯著降低陽極漿體的體積收縮率。 在其他條件相同的情況下,僅用基礎瀝青製備的陽極漿料的體積收縮率為32%,而用基礎瀝青和改性瀝青配製的陽極漿料的體積收縮率降低到14%。 同時,改性瀝青的加入可以提高混合料的油性,增加混合料中的液相量,還可以起到提高膨脹率的作用。

3.提高陽極碳塊的導電性。 加入煤瀝青後,可以提高碳製品的導電性。 主要原因是煤瀝青在一定溫度下會軟化變形,環烷烴基團中的氫原子和其分子結構中苯環上的氫原子在較低溫度下可以實現取向運動和自由擴散,並且隨著溫度的公升高,這種取向運動和自由擴散越來越強烈。 同時,由於煤瀝青中含有大量的長鏈烷烴、環烷烴和芳烴,這些長鏈高分子物質在高溫條件下可以起到絕緣體的作用,其電阻值隨著溫度的公升高而逐漸降低。 此外,煤瀝青中含有許多殘餘極性基團,如酚羥基、羥基等,這些極性基團都具有一定的導電性。 而且,這些極性基團在高溫條件下能解離微量的H+和OH-離子,具有一定的酸鹼度,因此可以吸附氣體中的氧和氮離子,增加導電離子的數量。

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