DK163880B - Anvendelse af et elektrodebindemiddel af stenkultjaere som bindemiddel ved fremstilling af anoder til aluminiumindustrien - Google Patents

Anvendelse af et elektrodebindemiddel af stenkultjaere som bindemiddel ved fremstilling af anoder til aluminiumindustrien Download PDF

Info

Publication number
DK163880B
DK163880B DK443386A DK443386A DK163880B DK 163880 B DK163880 B DK 163880B DK 443386 A DK443386 A DK 443386A DK 443386 A DK443386 A DK 443386A DK 163880 B DK163880 B DK 163880B
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
content
anodes
binder
weight
anode
Prior art date
Application number
DK443386A
Other languages
English (en)
Other versions
DK443386A (da
DK163880C (da
DK443386D0 (da
Inventor
Friedhelm G Alsmeier
Rolf Marrett
Manfred Meinbreckse
Juergen W Stadelhofer
Werner C Fischer
Raymond Perruchoud
Original Assignee
Ruetgerswerke Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ruetgerswerke Ag filed Critical Ruetgerswerke Ag
Publication of DK443386D0 publication Critical patent/DK443386D0/da
Publication of DK443386A publication Critical patent/DK443386A/da
Publication of DK163880B publication Critical patent/DK163880B/da
Application granted granted Critical
Publication of DK163880C publication Critical patent/DK163880C/da

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10CWORKING-UP PITCH, ASPHALT, BITUMEN, TAR; PYROLIGNEOUS ACID
    • C10C1/00Working-up tar

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Working-Up Tar And Pitch (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Description

i
DK 163880 B
Den foreliggende opfindelse angår anvendelsen af et elektrodebindemiddel af stenkulstjære som bindemiddel ved fremstilling af anoder til anvendelse i aluminiumindu-5 strien.
En kulstofanode til aluminiumudvinding skal have stor styrke, en lav porøsitet, en lille elektrisk modstand og så lidt afbrændingstab ("Abbrand") som muligt. Disse egenskaber påvirkes helt afgørende af det anvendte 10 bindemiddel. Dette karakteriseres ved sit blødgørings-punkt, forkoksningsremanensen og indholdet af uopløselige bestanddele i quinolin og toluen, ved indholdet af askedannere og af svovl. Ofte henregnes også massefylden og destillationsforløbet til specifikationerne. Som 15 bindemiddel anvendes næsten udelukkende materialer af stenkulstjærebeg på grund af deres gunstige forkoks-ningsforhold. De har følgende specifikationsdata (Ullmanns Encyklopådie der technischen Chemie, 4. oplag, bind 22, side 423): 20 Sdderberg-
Bindemiddel til_anoder_Blokanoder B1ødgøringspunkt (Kraemer-Sarnow)°C 80-85 90-95
Massefylde ved 20°C g/cm^ >1,30 >1,31 25 Quinolinuopløseligt QI % <10 11 - 13
Toluenuopløseligt TI % >30 32 - 35 β-Harpikser (TI - QI) % >20 >20
Forkoksningsremanens (Conradson) % >55 >56 30 Askedannere % <0,3 <0,3
Svovl % <0,6 <0,6 (S-Harpikserne påvirker særligt forkoksnings- og bindeevnen, og QI-indholdet øger styrken af bindemiddelkokset. Askedannere er uønskede, da de medvirker til forureningen 35 af aluminiummet.
DK 163880 B
2 I aluminiumindustrien bestræber man sig på at udvikle en anode med stor ledningsevne og med et lavt afbrændingstab for at nedsætte driftsomkostningerne. Kun en del af det 5 forbrugte kulstof udnyttes til reduktion af aluminiummalmen, en anden del går tabt ved sidereaktioner, f.eks. ved omdannelse af carbondioxid til carbonmonooxid, og ved "afsanding" af anoden. "Afsandingen" fremkommer ved et hurtigere forbrug af bindemiddelkokset i forhold til 10 petrolkokset, hvorved fyldkokskornene løsner sig fra materialet og falder i badet.
Askedannernes indflydelse på reaktiviteten af anodekulstoffet og dermed på anodeforbruget er i den sidste tid undersøgt indgående. Således er frem for alt indflydelsen 15 af natrium og jern undersøgt (Petersen: Effect of sodium content of pitch on selective oxidation on baked blends of pitch/fines/light metals, 1981, siderne 471 - 476). Det fastslås, at hverken porøsiteten i det mindste ved de ganske små afvigelser i måleværdierne fra prøve til prøve 20 eller jernindholdet ved en selektiv oxidation ved 950°C til carbondioxid kan korreleres med afbrændingstabet fra et af beg og kokspulver fremstillet brændt, tæt kulstof-legeme. Kun for så vidt angår natrium, viser der sig en afhængighed mellem afbrændingstabet og "afsandingen" og 25 dettes koncentration i beget. Muligheden for at overføre disse resultater til industrielt fremstillede anoder er ikke sikker på grund af den øvrige granulometri og det lavere indhold af binder, hvortil kommer, at der skal tages hensyn til luftpermeabiliteten. Frem for alt må man 30 ved for-brændte ("vorgebrannte") blokanoder, i hvis masse der indgår natriumrige anoderester, regne med afvigende resultater.
Stenkulstjære indeholder allerede som råtjære natrium.
NatriumindhoIdet øges ved den sædvanlige neutralisation af 35 de sure chloridioner til mindskelse af korrosionen i destillationsanlæggene. I beg er askedanneme og dermed
DK 163880 B
3 også natriummet opkoncentreret, så elektrodebindemidlet normalt indeholder ca. 500 til 1500 ppm natrium.
Det er ganske vist kendt, at askedannerne ved egnede 5 adskillelsesmetoder, såsom centrifugering, separation, filtrering og promotoraccelererede aflejringsmetoder kan fjernes fra tjære og beg. Ved disse fremgangsmetoder udskilles imidlertid også de for anodestyrken nødvendige quinolinuopløselige bestanddele.
10 Det er derfor formålet at tilvejebringe et elektrodebinde-middel på stenkulstjærebasis til fremstilling af anoder til aluminiumindustrien med høj styrke, lav elektrisk modstand og lav luftpermeabilitet, og som udviser et mindsket CO2-vægttab og en mindre grad af "afsanding".
15 Dette opnås ifølge opfindelsen ved anvendelse af et elektrodebindemiddel af stenkulstjære, hvor bindemidlet opfylder følgende betingelser: blødgøringspunkt (Kraemer-Sarnow) på 90-105°C, indhold af quinolinuopløseligt materiale (QI) på 20 0,5-5 vægtprocent, indhold af Ø-harpikser på 25-35 vægtprocent, indhold af askedannere på mindre end 0,2 vægtprocent, især mindre end 0,1 vægtprocent,
Na-indhold på mindre end 50 ppm, især mindre end 25 20 ppm som bindemiddel ved fremstilling af anoder til aluminiumindustrien, især til fremstilling af for-brændte blokanoder med en tilsætning af indtil 30 vægtprocent anoderester, beregnet på indhold af faste stoffer i anodemas-30 sen, med et Na-indhold i anoderesterne på mere end 1500 ppm, idet bindemidlet er fremstillet ved filtrering af et stenkulstjærebeg, som er blandet med den 1-2,5 dobbelte mængde af et uorganisk eller organisk filterhjælpemiddel, beregnet på QI-indholdet i beget, ved hjælp af 35 filterpatroner med en porestørrelse på 50-500 μπι ved en
DK 163880 B
4 temperatur på 250-300°C under et tryk på indtil 8 bar og eventuelt ved afdestillation af olier fra det filtrerede beg til indstilling af blødgøringspunktet.
5 Som uorganiske filterhjælpemidler kan anvendes kieselgur (diatoméjord), vulkanaske eller lignende. Organiske filterhjælpemidler er aktivt kul, trækul, tørvekoks, brunkulskoks og lignende. Kornstørrelsen af disse filterhjælpemidler svarer til 0,2 til 3 gange filtrets 10 porestørrelse.
Reaktiviteten af anoder, som er fremstillet under anvendelse af det ifølge opfindelsen omhandlede eletrodebinde-middel af stenkultjære, formindskes ikke kun ved SØder-berganoder, men endog ved for-brændte blokanoder, som 15 indeholder indtil 30 vægtprocent anoderester, beregnet på indholdet af fast stof, med et natriumindhold på over 1500 ppm. Dette kunne ikke forventes på baggrund af den kendte teknik, da natriumindholdet i blokanoder kun i ringe grad påvirkes af bindemidlet og, alt efter mængde og renheds-20 graden af anoderesterne ("butts"), ligger ved ca. 350 (14% butts) hhv. 900 ppm (20% butts). Dette kan ikke forklares ved en katalytisk virkning af natrium på koksets C02-reaktivitet.
Det er endvidere overraskende, at styrken af anoder, 25 fremstillet under anvendelse af det omhandlede elektrode-bindemiddel, målt som bøjningsstyrken, i det mindste i området for de sædvanlige blandingsforhold (ca. 14-19 vægt-%), ikke adskiller sig fra styrken af de sædvanlige anoder, selv om forbrændingstabet ved samme bindemiddel-30 indhold er,større og den tilsyneladende massefylde for det meste dermed er lavere end ved anoder med kendte bindemidler.
Anvendelsen ifølge opfindelsen belyses nærmere i nedenstående eksempel 1. Fordelene ved opfindelsen fremgår af en sammenligning med eksempel 2, i hvilket et alminde ligt elektrodebeg anvendes.
5
DK 163880 B
Eksempel 1 5 100 vægtdele af et stenkulstjærenormalbeg med følgende sammensætning:
Blødgøringspunkt (Kraemer-Sarnow) BP (K.-S.) 68°C
Quinolinuopløseligt (QI) 4,6 %
Toluenuopløseligt (TI) 27,3 % 10 Askedannere 0,25%
Na-indhold 360 ppm blandes ved 200°C med 7 vægtdele diatoméjord med en kornstørrelse på 30 - 300 /tm og opvarmes til 270°C.
Blandingen cirkuleres derpå gennem en filterpatron med en 15 porestørrelse på 150 /un, indtil der ved et tryk på 1,5 bar er opbygget et filterlag. Derpå udtages filtratbeget. Filtreringsprocessen afbrydes ved et tryk på 7 bar og genoptages efter rensning af filterfladen, indtil den samlede begmængde er filtreret. Filtratbeget er ka-20 rakteriseret ved følgende analysedata:
BP (K.-S.) 66°C
QI 1,0 % TI 25,6 %
Askedannere 0,06% 25 Na 9 ppm
Fra filtratbeget afdestilleres 12 vægtprocent olie ved et tryk på 100 mbar. Som remanens fås et beg med følgende data:
BP (K.-S.) 990C
30 QI 1,1 % TI 28,8 % β-Harpikser 27,7 %
Askedannere 0,07%
Na 10 ppm 35 Forkoksningsremanens 52 % (Conradson)
DK 163880 B
6
En blanding af 86 vægtdele petrolkoks og 14 vægtdele anoderest blandes med dette beg. Fire blandinger med 14, 16, 18 og 20 vægtprocent bindemiddel formes på sædvanlig 5 måde til blokanoder og brændes. Forbrændingstabene fremgår af fig. 1 på tegningen og anodernes egenskaber af fig. 2 til 7.
Eksempel 2
Sammenligning 10 Til sammenligning fremstilles af den samme blanding af faste stoffer som i eksempel 1 anodeblandinger med 14, 16, 18 og 20 vægtprocent af et sædvanligt elektrodebindemiddel af stenkulstjære. Elektrodebeget karakteriseres ved følgende analysedata:
15 BP (K.-S.) 93°C
QI 12,0 % TI 35,0 % β-Harpikser 23,0 %
Askedannere 0,21% 20 Na 390 ppm
Forbrændingsremanens (Conradson) 58,1%
Undersøgelsens resultater vedrørende anoderne fremgår af fig. 1 til 7 på tegningen. Måleresultaterne fra eksempel 1 25 er vist ved et +-tegn og resultaterne fra eksempel 2 ved et Δ-tegn. Fig. 1 viser det højere forbrændingstab ved anvendelse ifølge opfindelsen af beget ifølge eksempel 1 som bindemiddel. På den tilsyneladende massefylde (fig.2) viser dette sig først ved bindemiddelindhold over 16%.
30 Denne værdi er tillige massefyldeoptimum for anoder fremstillet ved anvendelse ifølge opfindelsen af beget i eksempel 1. Ved sammenligningsanoderne ligger optimumet ved 18%. Den specifikke elektriske modstand (fig. 3) er den samme ved begge anodetyper. Dette gælder tilnærmel-35 sesvis også for bøjningsstyrken (fig. 4). Virkningen af
DK 163880 B
7 de forskellige massefylder kan heller ikke konstateres her.
Natriumindholdet (fig. 5) i anoderne fremstillet ved 5 anvendelse af bindemidlet ifølge eksempel 1 er kun ubetydeligt lavere. Reaktiviteten, målt som samlet tab, afbrændingstab og afsanding, efter 7 timer ved 960°C i CO2, er dog i tilfældet med anoden med det normale bindebeg ca. 3 vægtprocent større, beregnet på grundlag af 10 anodemassen.
En yderligere fordel med hensyn til et mindre anodeforbrug er den lavere luftpermeabilitet (fig. 7) ved 20°C for anoden fremstillet med bindemidlet ifølge eksempel 1. Permeabiliteten måles i nPerm (nPm) (1 Pm betyder en 15 gasgennemstrømning på 1 cm3/s gennem 1 cm^ stor overflade af et 1 cm tykt prøvelegeme ved et tryktab på 1 dyn/cm^ ved en viskositet af gassen på 0,1 Pa.s). Afhængigheden af det mindre forbrug af anodemateriale udtrykkes ifølge Keller og 20 Fischer ("Development of Anode Quality Criteria by Statistical Evaluation of Operational Results in the Electrolysis", Light Metals, 1982, siderne 729 - 740) som: ANC - 9,3 · ΔΑΡ - 3,7 * ARR, idet ANC er det mindre forbrug af anodemateriale i g kulstof pr. kg aluminium, 25 ΔΑΡ betegner differencen i luftpermeabilitet i nPm, og ARR er reaktivitetsresten i vægtprocent (tilsat kulstoftotaltab, beregnet på basis af det tilsatte kulstof). Minimumet af luftpermeabiliteten ligger med bindemidlet ifølge eksempel 1 ved et bindemiddelindhold på ca 16%, med 30 sammenligningsanoden ved et bindemiddelindhold på ca. 18%.
Sammenfattende kan fastslås, at anoder, der er fremstillet under anvendelse af det ifølge opfindelsen omhandlede elektrodebindemiddel, har den samme styrke og den samme specifikke elektriske modstand som kendte anoder, men de 35 udviser ca. 3% mindre vægttab. Dette lavere vægttab opnås
DK 163880 B
8 allerede med ca. 16 vægtprocent bindemiddel. Ved en ubetydelig forøgelse i den elektriske modstand og en for blokanoder forsvarlig nedsættelse af anodernes styrke kan 5 der desuden spares ca. 11% af bindemidlet, som kan erstattes med det væsentligt billigere petrolkoks. Disse uventede forhold vedrørende det omhandlede elektrodebin-demiddel skyldes muligvis et forbedret befugtningsforhold i sammenligning med petrolkoks.

Claims (1)

  1. DK 163880 B Anvendelse af et elektrodebindemiddel af stenkulstjære, hvor bindemidlet opfylder følgende betingelser: 5 blødgøringspunkt (Kraemer-Sarnow) på 90-105°c, indhold af quinolinuopløseligt materiale (QI) på 0,5-5 vægtprocent, indhold af |3-harpikser på 25-35 vægtprocent, indhold af askedannere på mindre end 0,2 vægtprocent, 10 især mindre end 0,1 vægtprocent, Na-indhold på mindre end 50 ppm, især mindre end 20 ppm som bindemiddel ved fremstilling af anoder til aluminiumindustrien, især til fremstilling af for-brændte blok-15 anoder med en tilsætning af indtil 30 vægtprocent anoderester, beregnet på indhold af faste stoffer i anodemassen, med et Na-indhold i anoderesterne på mere end 1500 ppm, idet bindemidlet er fremstillet ved filtrering af et stenkulstjærebeg, som er blandet med den 1-2,5 dobbelte 20 mængde af et uorganisk eller organisk filterhjælpemiddel, beregnet på QI-indholdet i beget, ved hjælp af filterpatroner med en porestørrelse på 50-500 /tm ved en temperatur på 250-300eC under et tryk på indtil 8 bar og eventuelt ved afdestillation af olier fra det filtrerede 25 beg til indstilling af blødgøringspunktet.
DK443386A 1985-09-17 1986-09-16 Anvendelse af et elektrodebindemiddel af stenkultjaere som bindemiddel ved fremstilling af anoder til aluminiumindustrien DK163880C (da)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19853533106 DE3533106A1 (de) 1985-09-17 1985-09-17 Elektrodenbindemittel
DE3533106 1985-09-17

Publications (4)

Publication Number Publication Date
DK443386D0 DK443386D0 (da) 1986-09-16
DK443386A DK443386A (da) 1987-03-18
DK163880B true DK163880B (da) 1992-04-13
DK163880C DK163880C (da) 1992-09-14

Family

ID=6281162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK443386A DK163880C (da) 1985-09-17 1986-09-16 Anvendelse af et elektrodebindemiddel af stenkultjaere som bindemiddel ved fremstilling af anoder til aluminiumindustrien

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0215192B1 (da)
DE (2) DE3533106A1 (da)
DK (1) DK163880C (da)
NO (1) NO170813C (da)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3702720A1 (de) * 1987-01-30 1988-08-11 Bergwerksverband Gmbh Pechmaterial aus kohleteerpech, verfahren zu dessen herstellung sowie verwendung des pechmaterials
DE8900473U1 (de) * 1989-01-17 1990-05-23 Hoogovens Aluminium Hüttenwerk GmbH, 4223 Voerde Schutzmantel für Stromzuführungselemente
AT395316B (de) * 1991-03-14 1992-11-25 Voest Alpine Stahl Linz Steinkohlenteerpech
CN107883897A (zh) * 2017-11-20 2018-04-06 甘肃烟草工业有限责任公司 一种空管复合滤棒空管段的检测方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2683107A (en) * 1951-10-05 1954-07-06 Great Lakes Carbon Corp Manufacture of pitch
DE1189517B (de) * 1957-04-03 1965-03-25 Verkaufsvereinigung Fuer Teere Verfahren zur Herstellung eines Spezialkokses aus Steinkohlenteerprodukten
DE2706938A1 (de) * 1977-02-18 1978-08-24 Bergwerksverband Gmbh Verfahren zum filtrieren von teeren, pechen, extrakten oder oelen, aus kohlen
DE3005246A1 (de) * 1980-02-13 1981-08-20 Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen Verfahren zur herstellung eines filterhilfsmittels
DE3305431A1 (de) * 1983-02-17 1984-08-23 Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen Verfahren zur reinigung von hochfeststoffhaltigen kokereiteeren
US4436615A (en) * 1983-05-09 1984-03-13 United States Steel Corporation Process for removing solids from coal tar

Also Published As

Publication number Publication date
DE3533106A1 (de) 1987-03-26
NO170813B (no) 1992-08-31
EP0215192A1 (de) 1987-03-25
DK443386A (da) 1987-03-18
DE3665071D1 (en) 1989-09-21
NO863700L (no) 1987-03-18
EP0215192B1 (de) 1989-08-16
NO170813C (no) 1992-12-09
NO863700D0 (no) 1986-09-16
DK163880C (da) 1992-09-14
DK443386D0 (da) 1986-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112424398B (zh) 用于电极的包含石油焦炭和热解碳的共混物组合物
US4436615A (en) Process for removing solids from coal tar
EP1766105B1 (en) Electrodes useful for molten salt electrolysis of aluminum oxide to aluminum
JPS6149355B2 (da)
DK163880B (da) Anvendelse af et elektrodebindemiddel af stenkultjaere som bindemiddel ved fremstilling af anoder til aluminiumindustrien
CN101649222B (zh) 精制来自煤气化、焦化和其它煤加工操作的煤衍生液体
US9567654B2 (en) Binder for metallurgical coke and a process for making same
CA1078601A (en) Carbon electrodes having stabilized binders derived from the entire organic fraction of bituminous coal
CA1276123C (en) High purity coke
CN109097084A (zh) 一种生产型焦的配煤原料组合物及型焦制备工艺
Rohani et al. Calcinations of Petroleum coke
JP5233356B2 (ja) 高炉用コークスの製造方法
US2970956A (en) Treating hydrocarbon oils
NO122240B (da)
US4183802A (en) Process for the production of coke from pitch
SU975670A1 (ru) Сырьева смесь дл изготовлени керамзита
SU998492A1 (ru) Способ получени электродного кокса
JP4749183B2 (ja) 強度増進特性に優れた粘結補填材と高強度コークスの製造方法
US1687314A (en) Process for resolving emulsions of tar or oil
RU2800748C2 (ru) Смешанная композиция, содержащая нефтяной кокс и пиролитический углерод для электродов
SU721455A1 (ru) Способ получени электродного пека
Ioan et al. Problems concerning the production, properties and consumption of carbon anodes used in aluminium manufacture
RU2614445C1 (ru) Способ получения угольного пека-связующего для производства анодной массы углеродных электродов
SU291950A1 (ru) Связующее вещество для углеродистых материалов
RU2378320C1 (ru) Способ получения пекового кокса

Legal Events

Date Code Title Description
PBP Patent lapsed

Country of ref document: DK