Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследования технологии получения наномодифицированного связующего - пека для производства электродов путем терморастворения или ожижения механоактивированного угля, минуя стадию коксования по традиционной технологии.

Докладчик: Довженко Николай Николаевич

Должность: Директор Института нефти и газа ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет», руководитель проекта, д.т.н., профессор

Цель проекта:
В последнее десятилетие наблюдается мировой спад производства металлургического кокса, побочным продуктом получения которого является каменноугольная смола – сырье для производства каменноугольного пека, связывающего кокс для производства углеродных электродов. Проблема замещения каменноугольного пека другими видами альтернативного связующего стоит очень остро. В связи с этим, рассматривается возможность организации производства угольного пека не традиционными способами. Целью исследования является разработка уникального материала – наномодифицированного связующего пека, предназначенного для полного или частичного замещения традиционного каменноугольного пека для производства электродов для алюминиевой промышленности, минуя стадию коксования по традиционной технологии.

Основные планируемые результаты проекта:
Проблема замещения каменноугольного пека другими видами альтернативного связующего стоит очень остро. Существует два принципиальных направления в этой области: использование тяжелых нефтяных остатков и прямое получение связующего пека из углей путем ожижения.
В настоящее время пек, получаемый при ожижении угля, считается отходом, поскольку процессы его облагораживания не разработаны. Задача получения связующего для электродов почти никогда не стояла. В тех немногих опытах, которые проводились для получения пека, использовали технологию терморастворения.
В последнее время нанокластеры углерода находят все большее применение в различных областях науки и техники. Известны разработки в области получения наноструктурированного каменноугольного пека и способов его получения. Данная технология перспективна для получения графитированных конструкционных материалов нового поколения с повышенными физико-механическими характеристиками.
Одним из вариантов решения проблемы дефицита пека и его получения с заданными свойствами представляется создание альтернативного коксохимическому способа производства пека-связующего. Его основой может служить процесс термического растворения углей, с получением смолы и выделение из неё пекового продукта.
Решение задачи получения наноструктурированной пековой матрицы, обладающей улучшенными (по сравнению с немодифицированной) технологическими свойствами, влияющими на качество коксовопековой композиции на технологических стадиях ее приготовления и последующей термической обработки приведет к улучшению эксплуатационных характеристик углеродных конструкционных материалов, а также к уменьшению количества технологических стадий производства углеродных материалов, т.е. экономии энерго- и сырьевых ресурсов.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Задачей выполняемого проекта является расширение сырьевой базы производства анодной массы, улучшение и стабилизация качества связующего, используемого для производства анодной массы и, как следствие, повышение технико-экономических показателей производства, при снижении техногенного воздействия на окружающую среду.
Потребителями угольного пека могут выступать участники Технологической платформы «Материалы и технологии металлургии», в том числе ОАО «РУСАЛ» – крупнейший в мире производитель алюминия, с годовым выпуском 4,5 млн тонн/год (9% мирового производства).
Данные результатов ПНИ могут быть направлены на создание пилотного участка выпуска пека в условиях действующего производства, что будет способствовать скорейшей коммерциализации разработки.

Текущие результаты проекта:
В результате выполнения работ выполнено:
- Аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, патентные исследования.
- Определена технология автоклавного производства пека, сформированы требований к маркам угля для терморастворения.
- Определены наиболее перспективные формы нанодисперсного углерода.
- Проведены эксперименты по термическому растворению углей рекомендованных месторождений компании РУСАЛ в Восточной Сибири с варьированием марок углей, растворителей, температуры процесса и продолжительности изотеремической выдержки, предварительно определены оптимальные технологические параметры процесса.
- Проведены предварительные эксперименты по подбору оптимального соотношения нанодисперсного углерода к матрице угольного пека и оптимального метода смешения нанодисперсного углерода и угольного пека.