[發(fā)明專利]一種質(zhì)體為晶質(zhì)石墨的可濕潤(rùn)陰極柱體及其生產(chǎn)方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210128534.3
• 申請(qǐng)日: 2012-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN103374730A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏華松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 夏華松
• 主分類號(hào): C25C3/08
• 分類號(hào): C25C3/08;C04B35/52;C04B35/622
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技術(shù)領(lǐng)域

一種質(zhì)體為晶質(zhì)石墨的可濕潤(rùn)陰極柱體及其生產(chǎn)方法，涉及一種鋁電解槽用的基體為晶質(zhì)石墨質(zhì)可濕潤(rùn)陰極炭塊及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的鋁電解槽所用內(nèi)襯材料為炭質(zhì)材料，炭質(zhì)內(nèi)襯材料砌筑在鋁電解槽的最內(nèi)層，由它組成鋁電解生產(chǎn)的反應(yīng)熔池，它直接與高溫熔體接觸，工作溫度為930～970℃，最高達(dá)1000～1050℃，并直接參與導(dǎo)電和化學(xué)反應(yīng)，其性質(zhì)和質(zhì)量直接影響著鋁電解槽的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和實(shí)用壽命。電解槽陰極炭塊是炭質(zhì)內(nèi)襯材料的重要組成部分，直接參與電解反應(yīng)，在其表面生成鋁液。一臺(tái)鋁電解槽，陰極炭塊的用量約為陰極部分總重量的70～75％，它的面積約為整個(gè)槽底面積的四分之三。因此，無論是作用還是需要數(shù)量，陰極炭塊在鋁電解槽用內(nèi)襯材料上都有舉足輕重的作用。

鋁電解槽實(shí)用的陰極炭塊曾經(jīng)歷了無從定性炭塊、半石墨質(zhì)炭塊、石墨化炭塊、可濕潤(rùn)陰極燈多次改進(jìn)和變遷，由于組成和工藝制度的不同導(dǎo)致其在電解槽中的表現(xiàn)和使用性能有很大差異，無定型、半石墨質(zhì)炭塊導(dǎo)電能力和抗熱振性較差，石墨化炭塊抗電解質(zhì)磨損性能較差。近些年，陰極材料的品種發(fā)展很快，石墨含量較高的高石墨質(zhì)陰極炭塊開始逐步采用，可以大大降低電解槽陰極電阻，節(jié)省電耗。含TiB2的陰極材料，對(duì)鋁液具有較好的濕潤(rùn)性，可以對(duì)電解質(zhì)具有較好的耐腐蝕性能，被稱為可濕潤(rùn)陰極。但由于TiB2非常昂貴，一般只用在陰極炭塊表層。TiB2層與陰極炭塊的結(jié)合方法有涂抹法、等離子噴涂法和一體化成型法。涂抹法和等離子噴涂法與炭塊基體結(jié)合并不很牢固，而且造價(jià)高，在電解槽啟動(dòng)初期很容易被電解質(zhì)沖刷掉。一體化成型法是在陰極炭塊成型時(shí)，在其表面壓制一層含TiB2的糊料，得到可濕潤(rùn)陰極炭塊。

但目前的一體化成型可濕潤(rùn)陰極炭塊的基體是普通陰極炭塊或半石墨陰極炭塊，基體中石墨含量不超過30％，電阻率高，不能滿足電解槽日益大型化的需求，目前沒有質(zhì)體為晶質(zhì)石墨陰極柱體可濕潤(rùn)陰極技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述已有技術(shù)的不足，提供一種能夠改善陰極柱體與鋁液濕潤(rùn)性能的、能夠增強(qiáng)陰極柱體抗電解質(zhì)侵蝕和抗鋁液沖刷能力的、可以提高陰極柱體導(dǎo)電性能的可濕潤(rùn)陰極柱體，該種陰極柱體可有效改善電解槽運(yùn)行指標(biāo)，從而最終達(dá)到延長(zhǎng)鋁電解槽使用壽命的基體為高石墨質(zhì)的可濕潤(rùn)陰極柱體及其生產(chǎn)方法。

本發(fā)明的方法是通過以及技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

一種質(zhì)體為晶質(zhì)石墨的可濕潤(rùn)陰極柱體，其特征在于陰極柱體為晶質(zhì)石墨的石墨陰極柱體。

本發(fā)明的一種質(zhì)體為晶質(zhì)石墨的可濕潤(rùn)陰極柱體及其生產(chǎn)方法，其特征在于基體骨料中的石墨含量為55％。

本發(fā)明的一種質(zhì)體為晶質(zhì)石墨的可濕潤(rùn)陰極柱體及其生產(chǎn)方法，其特征在于振動(dòng)成型時(shí)，在晶質(zhì)石墨的柱體基體上一體化成型一層含TiB2、炭質(zhì)材料、粘結(jié)劑組成：其配比TiB2為25％，炭質(zhì)材料55％，粘結(jié)劑20％，炭質(zhì)材料為石墨粉，粘結(jié)劑為煤瀝青。

本發(fā)明的一體化成型可濕潤(rùn)陰極柱體中石墨含量超過30％，電阻率低，能滿足電解槽日益大型化的需要。

具體實(shí)施方式

一種質(zhì)體為晶質(zhì)石墨的可濕潤(rùn)陰極柱體，其特征在于其陰極柱體為晶質(zhì)石墨的石墨陰極柱體；生產(chǎn)時(shí)其基體骨料中的石墨含量為30％～100％。

實(shí)施例：

1、晶質(zhì)石墨柱體和可濕潤(rùn)復(fù)合層的物料配比見配比實(shí)例表。

2、生產(chǎn)工藝過程：

首先將TiB2和炭質(zhì)材料加入到能夠自動(dòng)控溫加熱的容器內(nèi)，利用攪拌器混合均勻。瀝青在加熱罐內(nèi)融化，除去水分及沉淀雜質(zhì)，配入煤焦油。液體粘結(jié)劑加入控溫加熱的容器攪拌混捏均勻。干料在混捏鍋內(nèi)混合均勻，混捏溫度不低于170℃；按比例加入配好的瀝青，混捏均勻；晾料3～5分鐘，保溫備用。

晶質(zhì)石墨質(zhì)基體，按比例實(shí)用各種骨料，破碎、篩分、磨粉、配料。瀝青在加熱罐內(nèi)融化，除去水分及沉淀雜質(zhì)，配入煤焦油。液體粘結(jié)劑加入控溫加熱的容器攪拌混捏均勻，得到基體炭塊糊料。

基體糊料加入磨具中，落下重錘預(yù)壓，然后提起重錘，用靶子將糊料表面把毛；均勻鋪上一層足夠厚度的可濕潤(rùn)陰極層的炭塊糊料，落下重錘，按常規(guī)工藝振動(dòng)成型。放入冷卻水中冷卻；將生坯裝入環(huán)式焙燒爐中焙燒7-8天，復(fù)合層面不加工，其余面按照產(chǎn)品規(guī)格進(jìn)行成品加工。