[發(fā)明專利]一種提高鋁電解預(yù)焙陽極用煅后焦真密度的方法

無效

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• 申請日: 2010-09-03
• 公開（公告）號: CN101982407A
• 公開（公告）日: 2011-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊實;寧德元;王維兵;字茂剛;郭峻;李再芳;劉仕宏;曹顯平;陳石平;趙永林;張正文
• 申請（專利權(quán)）人: 云南源鑫炭素有限公司
• 主分類號: C01B31/02
• 分類號: C01B31/02;C25C3/12
• 代理公司: 昆明正原專利代理有限責任公司 53100
• 代理人: 金耀生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋁電解用預(yù)焙陽極的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種提高鋁電解預(yù)焙陽極用煅后焦真密度的方法。

背景技術(shù)

預(yù)焙陽極作為鋁電解的“心臟”材料，是影響電解能耗的關(guān)鍵因素，其作用就是把電流導(dǎo)入電解槽并參與電化學(xué)反應(yīng)。炭陽極安裝在電解槽上部，強大的直流電通過炭陽極導(dǎo)入電解槽，炭陽極的上部覆蓋保溫的氧化鋁和電解質(zhì)塊，中部被電解質(zhì)殼所包圍，下部沉浸在熔融的氟化鹽電解質(zhì)中，在950℃左右的高溫環(huán)境下，炭陽極底部與氧化鋁發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，最終生成CO、CO₂。在炭陽極上消耗的電能占整個鋁電解生產(chǎn)電耗的15％左右；預(yù)焙陽極質(zhì)量的好壞不僅影響噸鋁炭耗，而且，對電流效率、能耗、原鋁質(zhì)量等均有不同影響。由此可知，為鋁電解提供節(jié)能、環(huán)保、高效、優(yōu)質(zhì)的預(yù)焙陽極，是當今鋁用炭素行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的重點。

預(yù)焙陽極制造工藝如圖1所示。其生產(chǎn)過程有石油焦煅燒、混凝成型和焙燒等主要工序。其中石油焦煅燒作為第一道生產(chǎn)工序，煅后焦是預(yù)焙陽極的主要原料(占預(yù)焙陽極總質(zhì)量的70％～85％)，煅后焦與液體瀝青混凝成型以后進入焙燒爐進行加熱焙燒，使瀝青焦化，強度增加，導(dǎo)電性能增強，供鋁電解生產(chǎn)用。

在煅燒過程中，煅燒時間不足、煅燒溫度不夠，石油焦揮發(fā)分析出不充分，會造成煅后焦真密度≤2.0g/cm³，致使后續(xù)工序生產(chǎn)的預(yù)焙陽極抗壓強度低、抗熱震性差，造成預(yù)焙陽極在電解使用時容易掉渣脫落，不僅會增加炭耗，使槽電壓升高，電耗增加，而且懸浮在電解質(zhì)中的炭渣碎塊將破壞電解鋁生產(chǎn)正常技術(shù)條件，嚴重危害電解鋁生產(chǎn)，甚至導(dǎo)致事故停槽。因此尋找一種提高煅后焦真密度的方法，以保證生陽極質(zhì)量，顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種提高鋁電解預(yù)焙陽極用煅后焦真密度的方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

煅前料倉中的石油焦，通過稱量系統(tǒng)向回轉(zhuǎn)窯定量給料，進入回轉(zhuǎn)窯的生石油焦被逐漸加熱到1300～1500℃，煅燒時間70～100分鐘，使其有效地除去水份、揮發(fā)分徹底析出，提高真密度及機械強度，降低電阻率。煅燒好的煅后焦進入冷卻機，向冷卻機內(nèi)密閉性較好的高溫煅后焦直接噴水冷卻得鋁電解預(yù)焙陽極用煅后焦。

真密度作為煅后焦的主要質(zhì)量指標之一，主要取決于煅燒溫度、煅燒時間和二者的共同作用。配合美國引進的美卓回轉(zhuǎn)窯(窯長68米，內(nèi)徑4.0米)，物料在窯內(nèi)的停留時間增加約30分鐘，物料的預(yù)熱帶加長，為真密度的提高，提供了足夠的時間。回轉(zhuǎn)窯采用天然氣作為燃料，熱值(低發(fā)熱值為35,950kJ/Nm³)比采用煤氣(低發(fā)熱值為5300kJ/Nm³)高得多，提高煅燒溫度到1300～1500℃，縮短煅燒帶，減少物料燒損和過氧化，在煅燒溫度、煅燒時間二者的共同作用下，揮發(fā)分不斷逸出并同時發(fā)生熱解縮聚反應(yīng)，導(dǎo)致石油焦結(jié)構(gòu)重排和體積收縮，使煅后焦真密度提高到2.06g/cm³以上。煅后焦質(zhì)量指標見表1：

表1煅后焦質(zhì)量指標