Сибирский федеральный университет

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2023

Идентификатор DOI: 10.17580/tsm.2023.06.05

Ключевые слова: aluminium electrolysis, coal-tar pitch, anode, carbon materials, coal solvolysis, aromatic substances, Extractive pitch, электролиз алюминия, каменноугольный пек, анод, углеродные материалы, сольволиз угля, ароматические вещества, экстрактивный пек

Аннотация: В последние годы электролизное производство алюминия испытывает прогрессирующую нехватку связующего каменноугольного пека, необходимого для изготовления анодов. Это обусловлено неуклонным и необратимым снижением производства каменноугольного пека. Такая тенденция подрывает перспективы развития алюминиевого производства и обусловливает острую необходимость разработки методов получения альтернативных связующих для угольных электродов. Представлено обоснование перспективности способа получения экологически более безопасных пековых связующих веществ путем сольволизного растворения углей при низких температуре и давлении. Разработаны критерии отбора углей для получения растворимых полиароматических веществ с выходом до 80 % (против 5 % при коксовании углей). Охарактеризованы химический состав, показатели молекулярного строения, технических свойств экстрактивных пековых веществ, полученных путем сольволиза каменного угля в среде технических углеводородных растворителей, и проведено сравнение с техническими каменноугольным, нефтяным и компаундным нефтекаменноугольным пеками. Показано, что экстрактивные пеки по основным показателям соответствуют требованиям, предъявляемым к пековым связующим для получения анодов, что подтверждено на примере модельного образца анода, приготовленного с использованием альтернативного пека. Важным достоинством экстрактивного пека является низкое содержание бенз(а)пирена (в несколько раз по сравнению с каменноугольным пеком). Авторы благодарят ведущего инженера ИХХТ СО РАН Е. С. Каменского за выполнение экспериментальных работ по термосольволизному растворению угля. In recent years, the electrolysis industry has been experiencing a progressive shortage of coal-tar pitch binder required for making anodes, which can be attributed to a steady and irreversible decline in coal-tar pitch production. This negative trend undermines the prospective development of aluminum electrolysis industry and determines an urgent need to develop methods for obtaining alternative binders for carbon electrodes. This paper substantiates the prospects of a method for obtaining environmentally friendly pitch binders by solvolysis of coals at low temperature and pressure. Criteria have been developed for selecting coals for obtaining soluble polyaromatic substances with a yield of up to 80% (against 5% in coal coking). The paper describes the chemical composition, molecular structure and technical properties of extractive pitch substances obtained by solvolysis of coal in the medium of commercial hydrocarbon solvents, and a comparison is made with commercial samples of coal-tar pitch, petroleum pitch and coal/petroleum compound pitch. It is shown that extractive pitches do meet the requirements set to anode binders, which was confirmed by a model anode sample prepared using alternative pitch. An important advantage of extractive pitch is a low concentration of benzo(a)pyrene (times less than in coal tar pitch).

Журнал: Цветные металлы

Выпуск журнала: №6

Номера страниц: 39-45

ISSN журнала: 03722929

Место издания: Москва

Издатель: Издательский дом "Руда и металлы"

• Кузнецов П.Н. (Сибирский федеральный университет, Институт нефти и газа)
• Авид Б. (Институт химии и химической технологии МАН)
• Кузнецова Л.И. (Институт химии и химической технологии СО РАН, Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр СО РАН»)
• Обухова А.В. (Сибирский федеральный университет, Институт нефти и газа)

• Ядро РИНЦ (eLIBRARY.RU)
• Список ВАК