[發明專利]一種預焙鋁電解槽陽極組結構

有效

• 申請號: 201610105114.1
• 申請日: 2016-02-26
• 公開（公告）號: CN105543896B
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 鄒建明
• 申請（專利權）人: 周俊和;杜艷華
• 主分類號: C25C3/12
• 分類號: C25C3/12
• 代理公司: 北京聯創佳為專利事務所(普通合伙) 11362
• 代理人: 韓煒

本發明公開了一種預焙鋁電解槽陽極組結構，包括有機械式鋼爪底板，機械式鋼爪底板的下方設有機械式鋼爪與炭塊的連接部，機械式鋼爪與炭塊的連接部下方連接有新陽極炭塊，新陽極炭塊上設有炭塊上部T形連接凸頭，炭塊上部T形連接凸頭的兩側設有T形連接凸頭承力肩，底部設有與炭塊上部T形連接凸頭配合使用的炭塊下部T形連接凹槽，炭塊下部T形連接凹槽的底部設有T形連接凹槽鉤承力肩；所述新陽極炭塊的下方連接有舊陽極炭塊。本發明無殘極產生，使陽極炭塊的利用率由傳統的70～80％，提高到100％，可降低電解鋁的生產成本，鋼爪壽命長，電解槽工況穩定，電損相對較低，且新舊陽極炭塊連接快捷、方便，節約熱能，連接牢固，導電效果好。

技術領域

本發明涉及一種鋁電解陽極，特別是一種預焙鋁電解槽陽極組結構。

背景技術

現代電解鋁工業，均采用預焙陽極生產電解鋁。預焙陽極一般為長方體，具有穩定的幾何形狀，以石焦油、瀝青焦為骨料，以煤瀝青為粘結劑，根據電解槽電流的大小和工藝的不同而有不同的尺寸，其電流密度一般在0.68-0.9A/cm²范圍內，每個炭塊使用周期一般在23-30天。

現有的預焙陽極電解鋁生產中，陽極鋼爪與陽極炭塊全部采用磷生鐵澆鑄式連接，在預焙陽極炭塊導電方向的上表面設有2-4個直徑為160-180mm，深為80-110mm的圓槽，俗稱炭碗，在陽極組裝時，炭碗用來安放陽極爪頭，用磷生鐵將陽極爪頭澆鑄在炭碗中，鋼爪頭和鋁導電桿通過鋁鋼爆炸焊連接，這樣陽極導電桿和陽極炭塊連為一體，組成陽極炭塊組，澆鑄式預焙陽極炭塊組是現代預焙電解槽目前使用的唯一陽極材料。

在電解鋁生產過程中，炭陽極與氧化鋁電解分解出來的氧氣在高溫下不斷反應，釋放二氧化碳氣體而不斷消耗，需要定時更換，更換下來的炭塊行業中稱之為陽極殘極。預焙鋁電解生產必定產生大量陽極殘極，無殘極產生是上世紀60～70年代，預焙鋁電解工藝成熟已來一直沒有實現的行業夢想。

現目前對傳統的陽極殘極的處理方式是在陽極組裝車間，將導電桿連接的殘極打碎脫落后，再將磷生鐵澆筑的陽極鋼碗打碎脫落后的鋁導電桿用于新的炭塊，如此循環使用，由此造成了炭塊的更換過程費時費力。

且一般情況下陽極殘極的產生量為鋁錠產量的10-15％，由此產生了極大的浪費，按現在我國年產2600-2700萬噸電解鋁計算，陽極殘極高達260-390萬噸/年，按照陽極炭塊2700元/噸價值計算每年浪費的陽極炭塊價值達百億元，全世界的浪費更多，陽極殘極長時間在電解槽的熔融電解質中浸泡，而陽極炭素本身有25-27％的孔隙率，殘極體內吸附了大量的電解質，電解質的主要成分是氟化鹽，含有大量氟化鹽的陽極殘極對環境的污染十分嚴重。

在使用現有的澆鑄式陽極炭塊組時，為了盡可能降低殘極浪費必須盡量把殘極燒薄，在陽極炭塊壽命末期，陽極炭塊的頂面十分接近電解質水平面，受磁場和氣流影響，電解質表面不斷有強烈的波浪產生，或因生產控制偏差，在實際生產過程中，陽極鋼爪經常被電解質浸蝕，鋼爪的鐵溶入電解質中，隨即進入鋁水影響鋁錠品質，實際生產中，電解車間使用的鋼爪平均壽命只有3年左右，這也使生產成本有一定的增加。且在陽極炭塊壽命末期，過薄的殘極厚度，必然帶來炭極導電不均，導致電解槽工況波動，電損增加。

澆鑄式鋼爪—炭塊連接方式，連接面接觸電壓降較大，澆入的磷生鐵鐵水溫度約1600℃，冷卻后，磷生鐵碗與炭碗之間必定出現間隙，由此，鋼爪炭塊陽極組在電解槽內工作時，鋼爪與炭塊接觸面之間產生約150mv的電壓降，造成電損約400～500度/噸鋁。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種預焙鋁電解槽陽極組結構。本發明具有具有無殘極產生，使陽極炭塊的利用率由傳統的70～80％，提高到100％，可降低電解鋁的生產成本，鋼爪壽命長，電解槽工況穩定，電損相對較低的特點，此外，本發明還具有陽極炭塊連接方便，節約熱能，連接牢固，導電效果好的特點。