DE10300443B4

DE10300443B4 - Process for producing granular packing material for use in burning anodes

Info

Publication number: DE10300443B4
Application number: DE2003100443
Authority: DE
Inventors: Michael Schneider; Christian Krupp; Kurt Hirsemann; Volker Broßeit
Original assignee: Corus Aluminium Voerde GmbH
Current assignee: Voerde Aluminium GmbH
Priority date: 2003-01-07
Filing date: 2003-01-07
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2023-01-08
Also published as: DE10300443A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung von körnigem Packungsmaterial für die Verwendung beim Brennen von Anoden, die für die elektrolytische Produktion von Aluminium bestimmt sind, aus einem zerkleinerten Anodenrestmaterial, insbesondere in Form von Anodenstümpfen, dadurch gekennzeichnet, daß das Anodenrestmaterial so zerkleinert wird, daß eine mittlere Korngrößenfraktion mit einer Korngröße von 4 bis 8 mm, vorzugsweise 5 bis 7 mm anfällt, und daß nur diese mittlere Korngrößenfraktion ohne weitere Verarbeitung als Packungsmaterial verwendet wird.method for the production of granular Packing material for the use in burning anodes used for electrolytic production of aluminum, from a comminuted residual anode material, in particular in the form of anode stumps, characterized that this Anodenrest material is comminuted so that an average particle size fraction with a grain size of 4 to 8 mm, preferably 5 to 7 mm, and that only this average particle size fraction is used without further processing as packing material.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von körnigem Packungsmaterial für die Verwendung beim Brennen von Anoden, die für die elektrolytische Produktion von Aluminium bestimmt sind, aus einem zerkleinerten Anodenrestmaterial, insbesondere in Form von Anodenstümpfen.The The invention relates to a process for the production of granular packing material for the Use in burning anodes used for electrolytic production of aluminum, from a comminuted residual anode material, in particular in the form of anode stumps.

Beim Brennen von für die elektrolytische Produktion von Reinaluminium bestimmten Anoden wird körniges Packungsmaterial verwendet, um den zuvor geformten Grünkörper aus Kohlenstoff in dem Brennofen zu stützen und auf diese Weise Veränderungen der Form des Grünkörpers zu vermeiden. Das Packungsmaterial dient auch der Adsorbierung von flüchtigen Komponenten, die während des Brennens des Grünkörpers freigesetzt werden, sowie der Wärmeübertragung vom Heizkanal zur Anode und dem Schutz der Anode vor Abbrand.At the Burning for the electrolytic production of pure aluminum certain anodes becomes grainy Packing material used to make up the previously formed green body To support carbon in the kiln and in this way changes the Shape of the green body too avoid. The packing material also serves to adsorb volatile Components that during the burning of the green body released be, as well as the heat transfer from the heating channel to the anode and the protection of the anode from burning.

Als Packungsmaterial wird verbreitet kalzinierter Petrolkoks verwendet. Dabei handelt es sich jedoch um einen relativ wertvollen Rohstoff. Alternativ dazu ist es bekannt, als Packungsmaterial Tonerde, vorzugsweise in Form von Kugeln mit einem Durchmesser zwischen 5 und 50 mm oder mit einer Körnung zwischen 0,1 und 10 mm, metallisches Aluminium, beispielsweise Aluminiumschrott oder Fluoride zu verwenden (vgl. DE 34 25 058 A1 ).The packing material used is commonly calcined petroleum coke. However, this is a relatively valuable resource. Alternatively, it is known to use as packing material alumina, preferably in the form of spheres with a diameter between 5 and 50 mm or with a grain size between 0.1 and 10 mm, metallic aluminum, for example aluminum scrap or fluorides (see. DE 34 25 058 A1 ).

In der EP 0 870 078 B1 ist vorgeschlagen worden, Packungsmaterial aus Filterstaub in einer Korngrößenfraktion kleiner als 1 mm herzustellen, der bei der Zerkleinerung von kohlenstoffhaltigem Anodenrestmaterial anfällt. Hierzu wird der Filterstaub – gegebenenfalls versetzt mit weiteren Materialien – unter Verwendung eines Bindemittels zu Pellets in einer Korngröße von 5 bis 8 mm agglomeriert, die dann als Packungsmaterial in grünem Zustand – also ungebrannt – oder vorgebrannt eingesetzt werden. Dabei können die Pellets auch in einer Mischung zusammen mit anderen kohlenstoffhaltigen Materialien, beispielsweise Petrolkoks, verwendet werden.In the EP 0 870 078 B1 It has been proposed to produce packing material from filter dust in a particle size fraction smaller than 1 mm, which is obtained in the comminution of carbonaceous anode remainder material. For this purpose, the filter dust - optionally mixed with other materials - using a binder into pellets in a particle size of 5 to 8 mm agglomerated, which are then used as packing material in the green state - ie unburned - or preburned. The pellets may also be used in a mixture with other carbonaceous materials, such as petroleum coke.

Zwar hat dieses Verfahren den Vorzug, daß als Materialgrundlage Kohlenstoffstaub recycliert wird, der bisher deponiert werden mußte, und daß als Bindemittel ebenfalls ein Abfallstoff verwendet wird, nämlich Teer aus Teergasen, die beim dem Brennen der Anoden entstehen und in Elektrofiltern gesammelt werden. Nachteilig ist jedoch, daß die Herstellung eine Reihe von Verfahrensschritten – Gewinnung der Kohlenstaubfraktion und separat des Binde mittels, Erwärmen des Kohlstoffstaubs und separat des Bindemittels, Vermischung des Bindemittels mit dem Kohlenstoffstaub in einem bestimmten Mischungsverhältnis, Verpressen der Kohlenstoff-Bindemittelmasse zu Pellets – erfordert und deshalb kostenaufwendig ist.Though This method has the advantage that as a material basis carbon dust recycled, which previously had to be landfilled, and that as a binder also a waste is used, namely tar from tar gases, which arise when burning the anodes and collected in electrostatic precipitators become. The disadvantage, however, is that the production of a series of process steps - extraction the coal dust fraction and separately of the binding by means of heating the Carbon dust and separately of the binder, mixing the binder with the carbon dust in a certain mixing ratio, pressing the carbon binder mass to pellets - requires and therefore expensive is.

Daneben ist es bekannt, zur Herstellung von grünen Kohlstoffformkörpern, insbesondere Elektroden wie z.B. Anoden für die Aluminium-Schmelzflußelektrolyse, eine Rohmasse aus kalziniertem Petrolkoks und kalziniertem Anthrazit sowie Pech als Bindemittel zu verwenden, wobei im Falle der Herstellung von Anoden noch Reste abgebrannter verbrauchter Anoden hinzukommen können. Die Rohmassen werden mittels Sieben in drei Korngrößenfraktionen zerkleinert, nämlich in ein Feinkorn von 0 bis etwa 0,8 mm, ein Mittelkorn von 0,8 bis etwa 5 mm und ein Grobkorn von 5 bis etwa 15 mm, und dann miteinander vermischt. Das Gemenge wird dann auf etwa 130 bis 150°C vorgewärmt und mit Pech als Bindemittel innig vermischt.Besides it is known for the production of green carbon moldings, in particular Electrodes such as e.g. Anodes for the aluminum melt electrolysis, a raw mixture of calcined petroleum coke and calcined anthracite and to use pitch as a binder, in the case of production Anodes still add remnants of spent spent anodes can. The raw masses are sieved into three particle size fractions crushed, namely in a fine grain of 0 to about 0.8 mm, a medium grain of 0.8 to about 5 mm and a coarse grain of 5 to about 15 mm, and then together mixed. The mixture is then preheated to about 130 to 150 ° C and intimately mixed with pitch as a binder.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu Herstellung von körnigem Packungsmaterial bereitzustellen, bei dem ebenfalls zerkleinertes Anodenrestmaterial verwendet werden soll, das jedoch wesentlich kostengünstiger ist.Of the Invention is based on the object, a method for production of grainy Packing material, in which also crushed Anodenrest material should be used, but this essential cost-effective is.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Anodenrestmaterial so zerkleinert wird, daß eine mittlere Korngrößenfraktion mit einer Korngröße zwischen 4 bis 8 mm, vorzugsweise 5 bis 7 mm, anfällt, und daß nur diese mittlere Korngrößenfraktion als Packungsmaterial verwendet wird, und zwar in besonders vorteilhafter Weise ohne weitere Verarbeitung.These Task is inventively characterized solved, that this Anodenrest material is comminuted so that an average particle size fraction with a grain size between 4 to 8 mm, preferably 5 to 7 mm, is obtained, and that only this average particle size fraction is used as a packing material, in a particularly advantageous Way without further processing.

Im Unterschied zu dem Verfahren nach der EP 0 870 078 B1 wird also hier kein Kohlenstoffstaub aufbereitet, sondern es wird Anodenrestmaterial so zerkleinert, daß eine mittlere Korngrößenfraktion anfällt, und diese wird dann als Packungsmaterial verwendet, wobei eine weitere Aufbereitung nicht erforderlich ist. Da nur ein Zerkleinerungs- und ein Separierungsschritt anfällt, erhält man wertvolles Packungsmaterial zu wesentlich geringeren Herstellungskosten. Es hat sich gezeigt, daß die Lebensdauer der Ofenwandungen durch die Verunreinigungen in dem Anodenrestmaterial nicht beeinträchtigt wird. Außerdem ist der Verbrauch an Packungsmaterial nicht größer als bei Petrolkoks, wenn der Anodenbrennofen mit reduzierender Atmosphäre gefahren wird.Unlike the method of the EP 0 870 078 B1 Thus, no carbon dust is treated here, but it is comminuted anode remainder material so that an average particle size fraction is obtained, and this is then used as packing material, with a further treatment is not required. Since only one comminution and one separation step is obtained, one obtains valuable packaging material at significantly lower production costs. It has been found that the life of the furnace walls is not affected by the impurities in the anode remainder material. In addition, the consumption of packing material is no greater than that of petroleum coke when the anode kiln is operated in a reducing atmosphere.

Da das erfindungsgemäße Packungsmaterial in den meisten Fällen die bisherige Verwendung von Petrolkoks ersetzen kann, kann der Petrolkoks als Rohmaterial für die Produktion von Anodengrünkörpern verwendet werden. Dies schließt nicht aus, daß das erfindungsgemäß Packungsmaterial mit anderen Komponenten und hier insbesondere Petrolkoks vermischt wird, wenn dies im Einzelfall Vorteile verspricht.Since the packing material according to the invention can replace the previous use of petroleum coke in most cases, the petroleum coke can be used as raw material for the production of anode green bodies are used. This does not exclude that the packing material according to the invention with other components and in particular petroleum coke is mixed, if this promises advantages in individual cases.

Claims

Process for the production of granular packing material for the Use in the burning of anodes used for the electrolytic production of Are determined from a comminuted residual anode material, in particular in the form of anode stumps, characterized that the anode residual material is crushed so that a middle Particle size fraction with a grain size of 4 to 8 mm, preferably 5 to 7 mm, and that only this average particle size fraction is used without further processing as packing material.