[發明專利]高純品質石墨陰極生產工藝

無效

• 申請號: 201210110504.X
• 申請日: 2012-04-17
• 公開（公告）號: CN103374729A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 夏華松
• 申請（專利權）人: 夏華松
• 主分類號: C25C3/08
• 分類號: C25C3/08;C04B35/532;C04B35/64
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種電解鋁大型預焙槽所用的陰極的生產工藝。

背景技術

隨著電解鋁向大型預焙槽方向深入發展，石墨化陰極已成為國際上大型預焙槽普遍使用材料；由于石墨化陰極在電解生產過程中具有陰極壓降小，導熱性能優良、抗鈉膨脹性能好等優點，很多生產中的老槽在大修過程中正在改用石墨化陰極，達到強化電流增產增效的目的。但是國外所用的石墨化陰極由于所用材料及工藝的限制，其價格非常昂貴，而目前我國鋁用陰極的生產大多數還停留在以無煙煤為主石墨含量低于30％的半石墨質炭塊的低級階段，由于半石墨質陰極電阻率高(是石墨化陰極的2.5-3倍)，導致電解槽陰壓降高，電能消耗多；導熱性能差(是石墨化限極的10-20％)，影響大型電解槽的熱平衡，嚴重影響我國電解技術的進一步發展。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種機械、電學、熱學性能俱佳的石墨化陰極，且制造成本低，以克服上述問題。

本發明是這樣實現的：選用延遲石油焦、瀝青焦或二者混合，比例為石油焦6.5瀝青焦3.5，經煅燒后，破碎篩分，不同粒度的原料按干料配比：(1-0.5mm，10-15％，0.5-0.25mm?6-12％，0.25-0.09mm)混合后加入占糊料比例16-22％的硬質瀝青粘結劑，經過混捏，冷卻到120℃，加工成電解槽所需陰極的炭塊毛坯形狀，經焙燒將粘結劑青碳化，再對炭塊毛坯的開口孔先抽真空，再注入瀝青，加壓到2.0MPa，讓瀝青浸入炭塊毛坯的開口孔內，然后進行二次焙燒將浸入的瀝青碳化，再對炭塊毛坯進行31℃的高溫處理，制得石墨化陰極炭塊毛坯，最后將炭塊毛坯加工成電解槽筑所需的石墨化陰極炭塊。

本發明與現有技術相比，具有以下優點：

1、機械性能：

①由于鈉膨脹率低，不會發生炭塊起屋現象，減少對相鄰炭塊的影響：從而使炭塊老化減慢；

②較高的變形能力降低了斷裂敏感性；

2、電學性能

①較低的電阻率使陰極壓降減小；

②良好的導電性能改變了金屬層的電流分布，導致電解槽新的磁流體動力學平衡。

3、熱學性能

①較高的導熱率使陰極表面的溫度均勻，使炭塊熱端避免了掉渣的沉淀；

②較低的電阻率在陰極內產生的焦耳熱少，在不增加底部保溫的情況下增加電流可保持熱平衡。

具體實施方式

本發明的實施例：選用易石墨化的延遲石油焦、瀝青焦混合，比例為：石油焦7∶瀝青焦3，利用罐式煅爐煅燒，經過破碎篩分，不同粒度的原料按比例干料配比：(1-0.5mm?12％，0.5-0.25mm?8％，0.25-0.09mm?22％，)混合后加入22.6％(占糊料比例)的殘碳率高的硬質瀝青粘結劑，經過混捏機混捏，用均化冷卻機冷卻到120℃進入振動成型機加工成電解槽所需陰極的炭塊毛坯形狀，用帶蓋環式焙燒爐將粘結劑瀝青碳化，用高壓浸漬罐對炭塊毛坯的開口孔先抽真空，再注入瀝青加壓到2.6MPa，讓瀝青浸入的瀝青碳化(也可以不經過浸漬和二次被燒)，用內串接石墨化爐對炭塊毛坯進行3100℃的高溫處理，制得石墨化陰極炭塊毛坯，最后采用炭塊銑床和鋸床炭塊毛坯加工成電解槽筑爐所需的石墨化陰極炭塊。