[發(fā)明專利]用工業(yè)級含鋁添加劑的改性預(yù)焙炭陽極制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310197481.5
• 申請日: 2013-05-24
• 公開（公告）號: CN103255439A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）人: 貴州師范大學(xué)
• 主分類號: C25C3/12
• 分類號: C25C3/12;C04B35/66
• 代理公司: 貴陽中新專利商標(biāo)事務(wù)所 52100
• 代理人: 劉楠

技術(shù)領(lǐng)域

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

背景技術(shù)

炭陽極作為電解槽最主要的組成部分，不僅作為導(dǎo)電電極把電流導(dǎo)入電解槽的爐膛，而且還要參與氧化鋁電解的電化學(xué)過程。在電解鋁生產(chǎn)中，炭陽極質(zhì)量差異最有效的衡量標(biāo)準是在電解生產(chǎn)中的使用中性能，炭陽極質(zhì)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(zhì)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(xué)消耗和過量消耗組成，過量消耗包括炭陽極空氣反應(yīng)消耗、炭陽極與CO₂的布多爾反應(yīng)消耗、鋁電解副反應(yīng)消耗及部分掉渣等。在炭陽極質(zhì)量因素中，炭陽極的抗氧化能力即空氣反應(yīng)性和二氧化碳反應(yīng)性對炭陽極質(zhì)量的影響較大。

發(fā)明內(nèi)容

?本發(fā)明的目的是提供一種用工業(yè)級含鋁添加劑的改性預(yù)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)明的這種用工業(yè)級含鋁添加劑的改性預(yù)焙炭陽極制備方法，是以工業(yè)級Al₂O₃或Al(OH)₃為添加劑（即鋁電解用氧化鋁粉），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(yù)焙炭陽極。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(yù)熱，預(yù)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(yù)焙炭陽極生塊；

4）將上一步驟得到的改性預(yù)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，前述的添加劑在混合料中的重量百分比含量是0.2～2.5%，其中Al₂O₃配料量為2～25Kg/噸陽極，或Al(OH)₃配料量為3.06～38.25Kg/噸陽極。

本發(fā)明的優(yōu)點為：改性預(yù)焙陽極的抗氧化性能好，可降低炭耗12?Kg/噸陽極左右。添加劑成本低，所用的工業(yè)級Al₂O₃或Al(OH)₃既是炭陽極的改性添加劑，同時也是電解鋁的原料，故未加入額外的雜質(zhì)元素，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(yīng)用前景。

具體實施方式

下面結(jié)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(yù)焙陽極中添加劑含量按1.0%（重量百分比）計算為例，則：添加的工業(yè)級Al₂O₃配料量10Kg/噸陽極，或工業(yè)級Al(OH)₃配料量15.3Kg/噸陽極。同樣的計算方法，若制備的改性預(yù)焙陽極中的添加劑含量按0.2%、0.5%、1.5%、2.0%、2.5%（重量百分比）計算，則所需的添加劑量列于表1。???????????????????????????????????????????????

2、改性預(yù)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(yù)熱，預(yù)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(yù)焙炭陽極生塊；

④將改性預(yù)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(yù)焙炭陽極性能指標(biāo)

表2是本發(fā)明的改性預(yù)焙炭陽極反應(yīng)性的性能指標(biāo)，并與相同配方（未加添加劑）的炭陽極進行了比較。結(jié)果表明：改性炭陽極在CO₂中反應(yīng)殘余率增加3.02～5.83%，在空氣中反應(yīng)殘余率增加1.14～4.98%，炭耗可降低6.46～35.61Kg/噸陽極。

當(dāng)然，以上只是發(fā)明的具體應(yīng)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(shù)方案，均落在本發(fā)明所要求的保護范圍之內(nèi)。