[發(fā)明專利]一種用含鎂添加劑的改性預焙炭陽極制備方法

有效

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• 申請日: 2013-05-24
• 公開（公告）號: CN103266332A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發(fā)明（設計）人: 劉衛(wèi);張念炳;柏登成;黎志英;梁壽喜;吳葉凌;周軍
• 申請（專利權）人: 貴州師范大學
• 主分類號: C25C3/12
• 分類號: C25C3/12
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 劉楠

技術領域

本發(fā)明涉及有色金屬冶金中的鋁電解技術領域，特別是涉及一種預焙鋁電解生產(chǎn)中的炭陽極的制備方法。?

背景技術

炭陽極作為電解槽最主要的組成部分，不僅作為導電電極把電流導入電解槽的爐膛，而且還要參與氧化鋁電解的電化學過程。在電解鋁生產(chǎn)中，炭陽極質量差異最有效的衡量標準是在電解生產(chǎn)中的使用中性能，炭陽極質量的好壞嚴重地影響到鋁電解生產(chǎn)操作、電解槽的電流效率和陽極消耗，因此優(yōu)質炭陽極是現(xiàn)代大電流電解槽最佳運行的前提。電解鋁過程中炭陽極的消耗由電化學消耗和過量消耗組成，過量消耗包括炭陽極空氣反應消耗、炭陽極與CO₂的布多爾反應消耗、鋁電解副反應消耗及部分掉渣等。在炭陽極質量因素中，炭陽極的抗氧化能力即空氣反應性和二氧化碳反應性對炭陽極質量的影響較大。?

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種用含鎂添加劑的改性預焙炭陽極制備方法以改善炭陽極的抗氧化性，并降低陽極使用炭耗。?

本發(fā)明的這種用含鎂添加劑的改性預焙炭陽極制備方法，是以含鎂元素的化合物為添加劑，與作為炭陽極骨料的煅后焦均勻混合，焙燒后制備成改性預焙炭陽極。前述的含鎂元素的化合物是氧化鎂（MgO）或碳酸鎂（MgCO₃）中的一種或兩種以上的組合。其中，該方法還包括如下步驟：?

1）將添加劑原料與炭陽極骨料混合并預熱，預熱溫度為150～165℃；

2）將添加劑與炭陽極骨料的混合料進行混捏，同時加入瀝青，其中混料溫度為160～180℃，混捏時間為10～30分鐘；

3）將混料加入成型機壓制成型，制成改性預焙炭陽極生塊；

4）將上一步驟得到的改性預焙陽極生塊置于焙燒爐中焙燒，焙燒工藝參數(shù)如下：升溫速率15℃/h，最高樣品溫度?1050℃，氣體溫度?1150℃，保溫時間8h，樣品緩慢冷卻。

進一步的，含鎂元素添加劑在混合料中的重量百分比含量是0.1～1.5%，其中氧化鎂配料量為1～15Kg/噸陽極，碳酸鎂配料量為2.2～33Kg/噸陽極。?

本發(fā)明的優(yōu)點為：改性預焙陽極的抗氧化性能好，可降低炭耗25?Kg/噸陽極左右。添加劑成本低，所用氧化鎂（MgO）或碳酸鎂（MgCO₃）既是炭陽極的改性添加劑，也是炭陽極中的雜質元素之一，同時，鎂鹽也是電解質的主要成分，故對電解過程無不良影響。添加劑的適用范圍廣，不受槽型的限制，對現(xiàn)有工藝改動較小，與現(xiàn)有工藝兼容性較好，具有廣泛的推廣應用前景。?

具體實施方式

下面結合實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。?

本發(fā)明的一個實施例如下：?

1、添加劑配方計算

以制備改性預焙陽極中添加劑含量按1.0%（重量百分比）計算為例，則：添加的MgO配料量10Kg/噸陽極，或MgCO₃配料量22Kg/噸陽極。同樣的計算方法，若制備的改性預焙陽極中的添加劑含量按0.1%、0.5%、1.5%（重量百分比）計算，則所需的添加劑量列于表1。

2、改性預焙炭陽極制備方法?

①將添加劑原料與炭陽極骨料混合并預熱，預熱溫度：150～165℃；

②將添加劑與炭陽極骨料的混合料進行混捏，同時加入瀝青，混料溫度：160～180℃；混捏時間：10～30分鐘；

③將混料加入成型機壓制成型，制成改性預焙炭陽極生塊；

④將改性預焙陽極生塊置于焙燒爐中焙燒，焙燒工藝參數(shù)如下：升溫速率15℃/h，最高樣品溫度?1050℃，氣體溫度?1150℃，保溫時間8h，樣品緩慢冷卻。

3、改性預焙炭陽極性能指標?

表2是本發(fā)明的改性預焙炭陽極反應性的性能指標，并與相同配方（未加添加劑）的炭陽極進行了比較。計算結果表明：改性炭陽極在CO₂中反應殘余率增加0.32-7.45%，在空氣中反應殘余率增加4.82-12.01%，炭耗可降低8.64-31.6Kg/噸陽極。

當然，以上只是發(fā)明的具體應用范例，本發(fā)明還有其他的實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發(fā)明所要求的保護范圍之內。?