DE1105381B - Verfahren zur Herstellung von Russkoks - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Rußkoks Es ist bekannt, zur Herstellung eines reinen Rohstoffes für Elektroden Ruß bei Temperaturen zwischen etwa 70 und 200° C mit festen bzw. geschmolzenen oder flüssigen Kohlenwasserstoffen zu vermischen und der trockenen Destillation zu unterwerfen. Das Verkokungsprodukt wird als Rußkoks bezeichnet und als Rohstoff in der Kunstkohlenindustrie verarbeitet, insbesondere auf Grund seines verhältnismäßig hohen spezifischen elektrischen Widerstandes. Darüber hinaus findet Rußkoks auch Verwendung als Wärmeisolationsmittel bzw. elektrisches Widerstandselement, insbesondere für elektrische Induktions- und Widerstandsöfen.
• Es ist von erheblichem Nachteil, daß für die Durchführung dieses bekannten Verfahrens verhältnismäßig große Mengen an festen oder flüssigen Kohlenwasserstoffen, wie Teer, Pech, Steinkohlenteerölen usw., für die Einbindung des Rußes erforderlich sind. Im allgemeinen werden auf 100 Teile Trockenstoff 100 bis 150 Teile Bindemittel benötigt. Trotz dieser großen Mengen an Bindemitteln sowie intensiven Mischens über eine Zeitdauer von mehreren Stunden und erhöhter Mischtemperatur bleibt die Einbindung des feinteiligen Rußes immer noch unvollkommen. Das V erkokungsprodukt der in der beschriebenen Weise hergestellten 1iischungen, der sogenannte Rußkoks, zeigt daher im mikroskopischen Bild häufig nicht eingebundenen Ruß, was sich an den damit hergestellten Kunstkohlen in mancherlei Hinsicht nachteilig auswirkt.
• Es wurde nun gefunden, daß man auf besonders einfache Weise zu einem Rohstoff von der Art und mit den Eigenschaften eines ausgezeichneten Bußkokses gelangt, indem man die Ruß-Bindemittel-Mischung unter Zusatz von Steinkohle, vorzugsweise Reinstkohle, mit mehr als 10% flüchtigen Bestandteilen bei Raumtemperatur innig durchmischt und anschließend in üblichen Verkokungsöfen verkokt.
• Das Verfahren bietet gegenüber den bekannten eine ganze Reihe wertvoller Vorteile. So liegt der Bedarf an Kohlenwasserstoffbindemitteln erheblich niedriger und sinkt mit zunehmendem Steinkohlengehalt der Trockenstoffmischung immer mehr ab. Man kommt bei einer Mischung aus gleichen Teilen Ruß und Steinkohle etwa mit der Hälfte der bei der alleinigen Verarbeitung von Ruß erforderlichen Menge an Pech und Teeröl aus. Auf 100 Teile Trockenstoffmischung kommen demnach nur etwa 40 bis 700/a an kohlenwasserstoffhaltigen Bindemitteln gegenüber 100 bis 150% bei den bekannten Verfahren. Da im übrigen ein hoher Pechgehalt den elektrischen Widerstand der fertigen Bußkokse herabmindert, ist mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens der jeweils gewünschte Widerstand des Endproduktes verhältnismäßig leicht durch Zugabe genau dosierter Mengen an schlechter leitenden Materialien einzustellen.
• Weiterhin ist ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß für die Erzeugung einer homogenen Mischung aus Ruß und Bindemitteln nur eine sehr kurze Mischzeit erforderlich ist. Je nach Trockenstoffmischung und Art des Bindemittels reichen im allgemeinen bereits Mischzeiten von 15 Minuten bis zu etwa 1 Stunde völlig aus, um ein homogenes Gemisch und dementsprechend einen Rußkoks ohne die unerwünschten Rußnester zu erhalten. Die kürzesten Mischzeiten ergeben sich vor allem, wenn Mischer mit Knet- und Kollerwerkzeugen oder ähnlichen Zwangsmischaggregaten benutzt werden, so daß es sich empfiehlt, möglichst ausschließlich mit derartigen Mischern zu arbeiten.
• Für das Verfahren eignen sich die handelsüblichen Ruße und, wie gesagt, von den Steinkohlen solche, die über 10% an flüchtigen Bestandteilen besitzen. Die besten Resultate werden mit Kohlen mit etwa 20 bis 281/o flüchtigen Bestandteilen erzielt, aber auch Gasflammkohlen, die bis zu 36% flüchtige Bestandteile aufweisen, sind geeignet.
• Wichtig ist für die Brauchbarkeit aller dieser Kohlearten, daß ihr Aschegehalt möglichst niedrig liegt. Aus guten Flözen lassen sich bereits Kohlen mit etwa 21/s % Asche gewinnen. Stehen solche Flöze nicht zur Verfügung oder sollen Kokse mit besonders niedrigem Aschegehalt erzeugt werden, so empfiehlt sich die Verarbeitung entaschter Kohlen, deren Aschegehalt im allgemeinen unter 1% liegt und die im übrigen in der Regel mit einer Korngröße von unter 0,5 mm angeliefert werden, so daß sich eine besondere Aufmahlung der Kohle, die für eine innige Durchmischung der Trockenstoffkomponenten notwendig ist, erübrigt. Statt dessen lassen sich auch aschereiche Kohlen erfindungsgemäß verarbeiten. Falls der Mischer mit Knet- und Kollervorrichtungen ausgestattet ist, können die Kohlen auch in grobstückiger Form in den -Mischer gegeben werden.
• Ein weiterer besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß das Vermischen der Trockenstoffe mit den Bindemitteln ohne besondere Wärmezufuhr erfolgen kann. Bei den bekannten Verfahren ist an eine annähernde befriedigende Durchmischung von Ruß und Bindemitteln ohne Aufheizen der gesamten Mischung auf mindestens 70- C nicht zu denken. Demgegenüber bedeutet das erfindung-gemäße Verfahren eine erhebliche Vereinfachung des Herstellungsprozesses. Selbstverständlich kann man auch mit geheizten =Mischern arbeiten und dadurch die Mischzeit weiter verkürzen; im allgemeinen dürfte aber schon die Möglichkeit eines Verzichts auf Aufheizeinrichtungen an den Mischwerkzeugen so stark ins Gewicht fallen, daß der Kaltinichung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der @"orzug gegeben wird.
• Schlierlich besteht ein besonders bemerkenswerter Vorteil des Verfahrens darin, daß der Mischprozeß zu einer Masse mit guter Rieselfähigkeit führt, so daß es möglich ist, die Masse in einer normalen Kokskammer im Schüttbetrieb zu verkoken. Selbstverständlich kann man die -Masse auch brikettieren, z. B. in einer leistungsfähigen Eierpresse, und dadurch zu einem etwas dichteren Koks gelangen, erforderlich ist aber, wie gesagt, ein besonderes Formen der Masse nicht. Man erhält vielmehr im normalen Schüttbetrieb einen ausgCzeichneten Stückkoks, insbesondere wenn die Masse vor dem Einfüllen in die Kokskammer gestampft wird.
• Nach der allgemeinsten Durchführungsform des ,-rfindungsgemäßen Verfahrens verfährt man so, daß man eine Mischung aus Ruß, Steinkohle und kohlen-Stoff ha ltigen Bindemitteln in einem -Mischer mit Knetwirkung ungefähr 15 bis 90 Minuten mischt und knetet. ohne hierbei eine Wärmezufuhr vorzunehmen. Die erhaltene rieselfähige Masse wird in der üblichen Weise in die Kokskammer gefüllt und aufgeheizt. Beim Verkokungsprozeß durchläuft die der Mischung zugesetzte Steinkohle bei etwa 300 bis 500° C einen plastischen Zustand, der durch das in der Mischung vorhandene Bindemittel, wie z. B. Pech, verstärkt lvird. Während dieses Zustandes stärkster Plastizität beim Verkokungsprozeß findet vorstellbar die Einbindung des Rußes statt. Die maximale Verkokungstemperatur liegt zwischen 1100 und 1400° C.
• Der erfindungsgemäß hergestellte Rußkoks zeigt überraschenderweise bei mikroskopischer Betrachtung eine vollständige Einbindung des Rußes. Er ist hart und abriebfest und besitzt einen spezifischen elektrischen Widerstand, der zwischen 60 und 150 Ohm mm2/m liegt. Die Abstimmung des jeweiligen Endproduktes hinsichtlich spezifisch elektrischen Widerstand, Härte, Abriebfestigkeit und Porosität kann durch unterschiedliche Zusatzmengen an Steinkohle erfolgen. Zur weiteren Veränderung der physikalischen Eigenschaften des Kokses kann man an beliebiger Stelle des Verfahrens Naturgraphit, Elektrographit, Retortengraphit, Anthrazit, Sonderkoks oder ähnliche kohlenstoffhaltige Stoffe zusetzen. Beispiel 50 Teile Ruß werden mit 30 Teilen backender Steinkohle (Reinstkohle mit 0,49/o Asche und 2-111/o flüchtigen Bestandteilen), 18 Teilen Hartpech mit einer Körnung unter 1 mm und 30 Teilen Steinkohlenteeröl innig knetend und kollernd durchmischt. Die -'Tischzeit beträgt z. B. bei Verwendung eines Eirich-Gegenstrommischers 60 bis 70 Minuten. Die fertige Masse wird in einer gewöhnlichen Kokskammer 22 Stunden auf 1200° C erhitzt. Man erhält einen harten, porenarmen Rußkoks mit einem spezifischen elektrischen Widerstand zwischen 100 und 150 Ohm min2/in.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Rußkoksherstellung aus Ruß, der mit festen oder flüssigen kohlenwasserstoffhaltigen Bindemitteln in der Wärme gemischt und verkokt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruß-Bindemittel-Mischung unter Zusatz von Steinkohle, vorzugsweise Reinstkohle, mit mehr als 10% flüchtigen Bestandteilen bei Raumtemperatur innig durchmischt und anschließend in üblichen Verkokungsöfen verkokt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Zeitschrift »Glückauf«, 73 (1937), \r.16, S.359 bis 361.