Исследование технологических характеристик антрацита Назар-Айлакского месторождения

В настоящее время на многих алюминиевых заводах при монтаже и футеровке подины электролизеров широко используют катодные блоки, изготавливаемые из термоантрацита с различными добавками графита (30-50%). Блоки из чистого кальцинированного антрацита используются крайне редко из-за высоких показателей их удельного электросопротивления (УЭС).

Как известно, в Республике Таджикистан имеющийся антрацит в большом количестве известен под названием Назар-Айлокского месторождения. Назар-Айлокское антрацитовое месторождение приурочено к нерасчлененной нижнесреднеюрской угленосной формации, распространенной на небольшой площади среди полеазойских осадочно -метаморфических образований Раштского хребта [2, 3].

В работе [1] опубликованы результаты исследований по использованию термоантрацита месторождения Назар-Айлок в качестве холоднонабивной подовой массы (ХНПМ), набойки подины электролизеров и композиционной добавки при производстве анодов.

Задачей настоящих исследований являлось установление возможности использования антрацита месторождения Назар-Айлок для производства катодных блоков в алюминиевой промышленности Республики Таджикистан. С этой целью, сырой антрацит, поступающий на завод из месторождения Назар-Айлок, прокаливался при температуре 12501300 0 С во вращающихся печах производства анодов ГУП «ТАлКо» для получения термоантрацита и изготовления ХНПМ.

Термоантрацит использовался в качестве основного наполнителя шихты катодной массы, в которую добавляли в различных количествах графит для улучшения электрохимических свойств. В каче- стве связующего компонента применялся каменноугольный пек.

Гранулометрический состав шихты (термоантрацит + графит) подбирался опытным путем с применением литературных данных. Графитовая добавка изготавливалась из боя графитовых электродов после их использования в электродуговых печах (огарки). Графит добавлялся в основном в грубозернистую фракцию шихты. Исходные материалы перед проведением опытов были подвергнуты физико-химическому анализу на контролируемые показатели качества.

Результаты лабораторных исследований подтверждает что, физико-технологические характеристики антрацита Назар-Айлокского месторождения не уступает характеристикам антрацитов из других месторождений СНГ: содержание золы - 3,22%; содержание серы - 0,20%; удельное электрическое сопротивления - 1200,0 Ом * мм²/м; кажущаяся плотность 1,42 г/см³; истинная плотность 1,74 г/см³; механическая прочность 310,0 кг/см².

Как видно исходное технологическое сырье по своим показателям отвечает требованиям соответствующих технологических регламентов.

Для изготовления опытных лабораторных катодных блоков из этих материалов были подобраны 4 состава шихты:

• 1.    Термоантрацит (Назар-Айлокского Месторождения) - 100%.

• 2.    Термоантрацит (Назар-Айлокского Месторождения) - 80%, графит - 20%.

• 3.    Термоантрацит (Назар-Айлокского Месторождения) - 70%, графит - 30%.

• 4.    Термоантрацит (Назар-Айлокского Месторождения) - 50%, графит - 50%.

Для лабораторных исследований из всех составов шихты изготавливались стержни цилиндрической формы по 4 дубликата для получения усредненных результатов. Углеграфитовые стержни прессовались на гидравлическом прессе из горячей перемешанной массы в специально изготовленной стальной пресс-форме при давлении 150 кГс/см2. Размеры стержней: длина - 150 мм, диаметр - 36 мм, что делает удобным проведение физикохимических исследований после обжига. Стержни распиливались на определенную длину, исследование необходимых параметров проводилось по соответствующим регламентам.

Обжиг опытных стержней проводился в электропечи в стальных ящиках. Стержни укладывались с определенным интервалом и засыпались углеродистой присыпкой. Температуру обжига доводили до 11500С с выдержкой 3 часа. Стержни после прохождения обжига и охлаждения подвергались осмотру и очистке поверхности от посторонних примесей, затем шлифовались. Из каждого вариан- та опытов по 4 образца были направлены в лабораторию предприятия для проведения физико - химических анализов.

Анализируя результаты лабораторных исследований можно утверждать, что видна закономерная тенденция улучшения физико-химических показателей стержней с увеличением содержания графита в составе шихты.

Полученные лабораторные исследования показывают, что из местных антрацитов после их кальцинации с добавкой графита от 30 до 50% в условиях промышленной технологии вполне возможно получение катодных (подовых и бортовых) блоков, отвечающих всем требованиям нормативных документов.