一种使用罐式煅烧炉制备半煅焦的方法及半煅焦与流程

本发明涉及针状焦产品，具体涉及一种使用罐式煅烧炉制备半煅焦的方法及半煅焦。

背景技术：

1、针状焦是一种性能优异的优质碳素材料，作为负极材料的主要原料广泛应用于锂电池的生产中。

2、现有的针状焦按热处理温度可以分为生焦和煅后焦，其中生焦的压实密度、振实密度、松装密度偏低，用作负极材料的原料时需要先进行预碳化处理以提高振实密度，从而提高石墨化装炉量、降低石墨化成本；煅后焦产品的压实密度高、电容量高，但煅后焦经过高温煅烧后的加工性能较差、粉磨收率较低，进而导致煅后焦成品的生产成本较高，用作负极材料的经济效益较差。

3、此外，现有的针状焦热处理方式包括回转窑工艺和罐式煅烧炉工艺等，其中罐式煅烧炉工艺的针状焦收率高、煅烧后针状焦级本科保持入炉前的颗粒状态和比例，振实密度较高，但使用罐式煅烧炉进行针状焦加工时，若生焦粉料含量过大，煅烧过程中挥发分会被包裹在粉焦聚集物中、不易排出，进而导致部分挥发分下移、在罐式煅烧炉中产生“放炮”现象，影响罐式煅烧炉的使用寿命，甚至可能导致炉膛损坏，存在一定安全隐患。

技术实现思路

1、针对现有技术中使用针状焦生焦作为负极原料需要进行预先加工，煅后焦生产成本高、经济效益差；使用罐式煅烧炉对生焦粉料进行热处理存在安全隐患的问题，本发明提供一种使用罐式煅烧炉制备半煅焦的方法，可使罐式煅烧炉具备煅烧制备半煅焦的加工能力，同时降低安全隐患，提高罐式煅烧炉的加工利用率、提升针状焦产品的质量；制得的半煅焦真密度较高、挥发分含量低、加工性能高，适合应用于负极材料生产。

2、第一方面，本发明提供一种使用罐式煅烧炉制备半煅焦的方法，罐式煅烧炉内由上到下依次包括预热带、煅烧带、冷却带，半煅焦的制备步骤包括：

3、（1）将针状焦的生焦粉料与煅烧骨料掺混后烘干得到混合料，将混合料送入煅前仓，然后输送至罐式煅烧炉的预热带中，生焦粉料的粒径<20mm，煅烧骨料包括大颗粒煅烧焦和/或大颗粒生焦；

4、（2）在预热带内控制负压环境对混合料进行预热，预热温度为500~700℃；

5、（3）将预热后的混合料输送至煅烧带中，控制负压环境进行煅烧，煅烧温度为800~900℃；

6、（4）将煅烧后的混合料输送至冷却带，在冷却带中控制负压环境并冷却至80℃以下，然后排出，得到半煅混合料；

7、（5）对半煅混合料进行筛分，将直径≥20mm的组分筛出，将筛下的小颗粒焦送至煅后仓，得到半煅焦。

8、进一步的，步骤（1）依次使用斗式提升机和布料机将混合料输送至罐式煅烧炉的预热带中。

9、进一步的，煅烧骨料的质量为生焦粉料的10%~50%。

10、进一步的，煅烧骨料的粒径为20~70mm。

11、进一步的，步骤（2）~（4）中，控制罐式煅烧炉内的气压为-10~-40pa。

12、进一步的，步骤（2）~（4）中，混合料在罐式煅烧炉中的总停留时间为40~50h。

13、进一步的，将步骤（5）中筛出的直径≥20mm的组分作为煅烧骨料的原料循环应用于半煅焦的制备中。

14、第二方面，本发明提供一种使用上述方法制备的半煅焦。

15、进一步的，半煅焦的真密度为1.9~2.1g/cm3，半煅焦中挥发分含量为0.60wt.%~0.95wt.%，水分含量为0.01wt.%~0.03wt.%。

16、本发明的有益效果在于：

17、1. 本发明提供的使用罐式煅烧炉制备半煅焦的方法，将生焦粉料与煅烧骨料混合后送入罐式煅烧炉，依次进行预热、煅烧、冷却制得半煅混合料，再进行筛分得到半煅焦，通过对生产环节进行合理的设置、对加热温度、负压条件等参数进行恰当的调整，可使罐式煅烧炉具备煅烧制备半煅焦的加工能力，提高罐式煅烧炉的加工利用率、提升针状焦产品的价值。

18、2. 本发明可避免在煅烧过程中生焦粉料的挥发分被包裹在粉焦聚集物中不易排出而产生“放炮”现象，可提高产物质量、延长罐式煅烧炉的使用寿命，进一步提高生产效率。

19、3. 本发明的加工过程中，生焦在罐式煅烧炉中的加热时间长、受热充分，煅烧过程中物料氧化损失少，制得的半煅焦真密度为1.9~2.1g/cm3，半煅焦中挥发分含量为0.60wt.%~0.95wt.%，灰分含量为0.04wt.%~0.06wt.%，水分含量为0.01wt.%~0.03wt.%，真密度较高、挥发分含量低、加工性能高，适合应用于负极材料生产。

技术特征：

1.一种使用罐式煅烧炉制备半煅焦的方法，其特征在于，罐式煅烧炉内由上到下依次包括预热带、煅烧带、冷却带，半煅焦的制备步骤包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）依次使用斗式提升机和布料机将混合料输送至罐式煅烧炉的预热带中。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，煅烧骨料的质量为生焦粉料的10%~50%。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，煅烧骨料的粒径为20~70mm。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）~（4）中，控制罐式煅烧炉内的气压为-10~-40pa。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）~（4）中，混合料在罐式煅烧炉中的总停留时间为40~50h。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将步骤（5）中筛出的直径≥20mm的组分作为煅烧骨料的原料循环应用于半煅焦的制备中。

8.一种使用如权利要求1所述的方法制备的半煅焦。

9.如权利要求8所述的半煅焦，其特征在于，半煅焦的真密度为1.9~2.1g/cm3，半煅焦中挥发分含量为0.60wt.%~0.95wt.%，水分含量为0.01wt.%~0.03wt.%。

技术总结本发明涉及针状焦产品技术领域，具体涉及一种使用罐式煅烧炉制备半煅焦的方法及半煅焦。罐式煅烧炉内由上到下依次包括预热带、煅烧带、冷却带，制备步骤包括：（1）将针状焦的生焦粉料与煅烧骨料掺混后烘干得到混合料，将混合料送入煅前仓，然后输送至罐式煅烧炉的预热带中；（2）在预热带内控制负压环境对混合料进行预热；（3）将预热后的混合料输送至煅烧带中，控制负压环境进行煅烧；（4）将煅烧后的混合料输送至冷却带，在冷却带中控制负压环境并冷却，然后排出，得到半煅混合料；（5）对半煅混合料进行筛分，将筛下的小颗粒焦送至煅后仓，得到半煅焦，制得的半煅焦真密度较高、挥发分含量低、加工性能高，适合应用于负极材料生产。技术研发人员：徐金城,廖虎,郭冲,郭新房,祝存,韩应旭受保护的技术使用者：山东益大新材料股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/6