[發明專利]涂覆高溫抗氧化陶瓷涂料的石墨電極及其制備方法

無效

• 申請號: 200810058818.3
• 申請日: 2008-08-15
• 公開（公告）號: CN101343752A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發明（設計）人: 嚴繼康;甘國友;肖才巧;楊萍;孫加林
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C25C3/12
• 分類號: C25C3/12
• 代理公司: 昆明正原專利代理有限責任公司
• 代理人: 徐玲菊

技術領域

本發明涉及一種石墨電極及其制備方法，尤其是一種涂覆有高溫抗氧化陶瓷涂料的石墨電極及其制備方法，屬于電極生產技術領域。

背景技術

電解陽極消耗量大是造成電解生產成本高的主要原因之一，約占到總成本的15％左右，是每一個電解生產企業都要考核的重要指標。2006年，我國電解鋁產量為1000萬t。然而，我國電解鋁陽極碳耗與國際先進水平相比較，卻存在較大的差距，據文獻報道，國外陽極凈耗為406kg/t-Al，我國電解鋁陽極平均凈耗卻為460kg/t-Al左右。我國電解鋁每年要多消耗炭陽極約36噸，不僅導致生產成本增加，同時還造成大量不可再生的優質碳資源的浪費，嚴重地制約了我國電解鋁工業的進一步發展。因此，完全有必要對現有技術加以改進。

發明內容

本發明的目的正是為解決現有技術存在的上述不足，提供一種涂覆高溫抗氧化陶瓷涂料的石墨電極，以保護石墨電極不被氧化，進而降低石墨電極消耗及生產成本。

本發明通過下列技術方案完成：一種涂覆高溫抗氧化陶瓷涂料的石墨電極，其特征在于在石墨電極表面涂覆有由下列原料組成的高溫抗氧化陶瓷涂料：

Al(OH)₃?????????24~68％

NaOH????????????8~49％

水??????????????9~30％

Al₂O₃???????????3~20％

分散劑??????????0~5％。

所述分散劑為檸檬三酸銨或聚丙烯酸胺中的一種或幾種。

所述高溫抗氧化陶瓷涂料通過下列工藝步驟制得：

(1)將NaOH溶于水中后，向NaOH水溶液中加入氫氧化鋁Al(OH)₃粉末，在室溫～150℃溫度下攪拌5～30分鐘，制成偏鋁酸鈉粘結劑；

(2)將Al₂O₃粉末直接加入步驟(1)的偏鋁酸鈉粘結劑中，在室溫～150℃溫度下，攪拌10～30分鐘，調整粘度至0.1～20Pa·s、pH值至11～13，便得膠狀的高溫抗氧化陶瓷涂料；

或者

(1)將NaOH溶于水中后，向NaOH水溶液中加入氫氧化鋁Al(OH)₃粉末，在室溫～150℃溫度下攪拌5～30分鐘，制成偏鋁酸鈉粘結劑；

(2)將Al₂O₃與分散劑混合后，加水制成均勻的漿料；

(3)將步驟(2)的漿料加入到步驟(1)的偏鋁酸鈉粘結劑中，調整粘度至0.1～20Pa·s、pH值至11～13，得高溫抗氧化陶瓷涂料。

所述涂覆高溫抗氧化陶瓷涂料的石墨電極通過下列方法制得：

(1)石墨電極的預處理：在石墨電極表面先涂覆粘度為0.1～2Pa·s的高溫抗氧化陶瓷涂料，在室溫～70℃下干燥5～20分鐘；

(2)涂覆：在經過上述(1)步驟預處理過的石墨電極表面再涂覆粘度為10～20Pa·s的高溫抗氧化陶瓷涂料，涂覆厚度為0.4～2mm；

(3)固化：將步驟(2)的石墨電極在室溫下固化3～8小時；

(4)干燥：將步驟(3)的石墨電極在70℃溫度下干燥4～12小時，即得高溫抗氧化石墨電極；

或者

1)石墨電極的預處理：在石墨電極表面先涂覆粘度為0.1～9Pa·s的高溫抗氧化陶瓷涂料，在室溫～70℃下干燥5～20分鐘；

(2)涂覆：在經過上述(1)步驟預處理過的石墨電極表面再涂覆粘度為10～20Pa·s的高溫抗氧化陶瓷涂料，涂覆厚度為0.4～2mm；

(3)固化：將步驟(2)的石墨電極在室溫下固化3～8小時；

(4)干燥：將步驟(3)的石墨電極在70℃溫度下干燥4～12小時；

(5)熱處理：將步驟(4)的干燥石墨電極在900～1100℃進行熱處理，其中在300℃前，控制升溫速率為1～2℃/min，并分別在100℃、200℃和300℃保溫0.5～2h；在300℃后，控制升溫速率為5～8℃/min，達到900～1100℃時保溫0.5～2h，然后隨爐冷卻至室溫，即得高溫抗氧化石墨電極。

所述石墨電極采用現有技術中的常規電極或者炭陽極，均為市購產品。