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铝电解槽使用的炭阳极的类型及要求

发布日期: 2019-06-12 10:37:46    阅读量(125)    作者:

冰晶石-氧化铝熔盐电解生产中,作为导电的阴阳两极的各种材料中,既能良好导电,又能耐高温、抗腐蚀,同时价格低廉的唯有炭素材料,因此铝工业生产都采用炭素材料作阴阳两极。

现代铝电解对炭阳极的要求是耐高温和不受熔盐侵蚀,有较高的电导率和纯度,有足够的机械强度和热稳定性,透气率低和抗CO2及空气的氧化性能好。

铝电解槽使用的炭阳极有自焙阳极和预焙阳极两种。

a自焙阳极

按导电金属棒从上部或侧部插入阳极,电解槽可分为下插自焙阳极电解槽和侧插自焙阳极电解槽,这两者在电解槽结构下也是不同的,但阳极是连续工作的。自焙阳极采用阳极糊为炭阳极的原料。阳极糊加入到这类电解槽的阳极铝箱中,依靠电解的高温,自下而上地将其焙烧成为炭阳极,随着它的消耗,上部焙烧好的糊料随阳极下行继续工作,因此得以连续。由于阳极糊在自焙过程中产生大fi沥青烟,对环境污染严重,我国已于2000年明令禁止,淘汰小型自焙阳极铝电解槽

b预焙阳极

生产铝用预焙阳极的原材料可分为骨料和粘结剂两大类。骨料主要包括石油焦、浙青焦。为了降低成本和充分利用废旧资源,预焙槽电解换下来的残阳极经处理后也可作为生产预焙阳极的骨料成分,但加入量一般控制在20%左右。

预焙阳极多为间断式工作,每组阳极可使用18~28天。当阳极炭块被消耗到原有高度的25%左右时,为了避免钢爪熔化,必须将旧的一组阳极炭块吊出,用新的阳极炭块组取代,取出的炭块称为“残极”。由于预焙阳极操作简单,没有沥青烟害,易于机械化操作和电解槽的大型化,因此,国内外新建大型铝厂以及自焙阳极电解槽的改造都采用此种阳极。

在大型预焙槽铝电解生产中,阳极炭块不仅承担着导电作用,而且还参与电化学反应。阳极质量对电解槽的状况、铝的品位、阳极消耗量、电能消耗量、电流效率和环境污染有着极其重要的影响。因此,对阳极炭块要求严格,要求灰分越低越好,对硅、铁、镍、钒的含量要严加控制,要求电阻率低,气孔率低,组织致密,还要求有较大的抗张强度、抗弯强度和较小的掉渣率。我国所用炭阳极的质量标准见表1。

表1我国现行炭阳极质量标准(YS/T285—2012)

阳极外观要求:

(1)成品表面粘的填充料必须清理干净;

(2)成品表面的氧化面积不超过该表面积的20%,深度不超过5mm;

(3)成品掉角长度不大于100×100mm,掉棱长度不大于300mm,深度不大于60mm,且不得多于两处;

(4)棒孔内或孔边缘裂纹长度不大于80mm,孔与孔之间不允许有连通裂纹;

(5)棒孔底面凹陷深度不大于15mm,陷损面积不大于底面积的2/3(允许人工修补);

(6)大面裂纹长度不大于200mm,数量不多于3处。

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