[發(fā)明專利]一種利用鋁灰渣制備鋁電解陽極防氧化涂料

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• 申請日: 2018-04-22
• 公開（公告）號: CN108315765A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設計）人: 賀永東;孫郅程
• 申請（專利權）人: 新疆大學
• 主分類號: C25C3/12
• 分類號: C25C3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種利用鋁灰渣制備鋁電解陽極防氧化涂料，其特征在于，該陽極涂料具有將廢棄鋁灰資源化利用，降低陽極碳素氧化消耗，延長陽極碳塊使用周期，減少電解生產(chǎn)氧化鋁、氟化鈣、氟化鈉等原料的使用量，達到降低生產(chǎn)成本的效果。

技術領域

本發(fā)明涉及鋁電解碳素陽極防護與廢棄鋁灰資源綜合利用領域，尤其涉及一種利用鋁灰渣制備鋁電解陽極防氧化涂料。

背景技術

鋁電解是以碳素材料為陽極的熔鹽電解過程，目前，每生產(chǎn)一噸金屬鋁，理論上需要消耗碳素材料333.3kg，碳素材料實際消耗在450kg/t鋁左右。陽極在使用過程中脫粒、掉塊與氧化燃燒是造成碳素材料消耗增加的主要原因。其中，陽極氧化燃燒損耗是由于炭塊裸露于大氣環(huán)境，高溫碳素與空氣中的氧、二氧化碳發(fā)生氧化反應造成碳素消耗。鋁電解溫度在960℃左右，鋁電解生產(chǎn)期間，因陽極碳素材料直接裸露在大氣環(huán)境中，高溫碳素材料與空氣中的氧氣接觸、氧化、燃燒，造成碳素材料空耗，是影響碳素材料消耗高于理論消耗的重要原因。經(jīng)過測算，每生產(chǎn)一噸鋁，因陽極氧化造成碳素材料消耗增加值約為10-20kg/tAl，按我國年產(chǎn)電解鋁量3300萬噸測算，因陽極與空氣接觸，引起陽極氧化、燃燒所造成的碳素材料消耗增加值約為49.5萬噸。

鋁灰渣是鋁及鋁合金熔鑄過程中的副產(chǎn)物，2016年,我國鋁及鋁合金熔鑄過程中，大約附產(chǎn)鋁灰渣446萬噸。鋁灰渣的化學組分為：金屬鋁、氟鹽、氯鹽、氧化鋁、氮化鋁、碳化鋁以及硅、鐵、鎂、錳、鋅、銅等金屬氧化物。目前，國內(nèi)外對鋁灰渣的回收利用僅停留在回收利用一次鋁灰渣中的塊狀金屬鋁的階段，占鋁灰渣質(zhì)量約20%的微細金屬鋁顆粒，占鋁灰渣質(zhì)量約40%-50%的氧化鋁資源，仍為得到有效回收利用。這一部分鋁灰渣資源往往被填埋或者廢棄處理，既浪費了資源，又污染了環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對上述已有技術存在的不足，提供一種利用鋁灰渣制備鋁電解陽極防氧化涂料。

上述目的是通過下述方案實現(xiàn)的：

一種利用鋁灰渣制備鋁電解陽極防氧化涂料，其特征在于，所述陽極防氧化涂料配方組分包括熟石灰、鋁酸鈣、鋁灰渣堿溶-脫水后干物質(zhì)、氧化鋁、三聚磷酸鈉。

一種利用鋁灰渣制備鋁電解陽極防氧化涂料，其特征在于，所述陽極防氧化涂料配方質(zhì)量百分比組成為：（5%-15%）熟石灰+（10%-25%）鋁酸鈣+鋁灰渣堿溶-脫水后干物質(zhì)（15%-70%）+（1%-3%）三聚磷酸鈉+余量為工業(yè)氧化鋁。

一種利用鋁灰渣制備鋁電解陽極防氧化涂料，其特征在于，所述的一種利用鋁灰渣制備鋁電解陽極防氧化涂料制備分兩個階段，第一階段為鋁灰渣備料處理，第二階段為陽極防氧化涂料配料處理。

一種利用鋁灰渣制備鋁電解陽極防氧化涂料，其特征在于，所述一種利用鋁灰渣制備鋁電解陽極防氧化涂料第一階段鋁灰渣備料處理過程如下：

稱量一定質(zhì)量的鋁灰渣，分析鋁灰渣中鋁、氧化鋁含量；將鋁灰渣加入開口容器中，加入足量的水使其含鹽組分（氯鹽、氟鹽）充分溶解，氮化鋁充分水解，使氮化鋁中的鋁轉(zhuǎn)化為可以利用的鋁資源。氮化鋁水解反應如下：

2AlN+3H₂O→Al₂O₃+2NH₃

對鹽溶液進行壓濾處理，濾液送回收鹽、溶解于水中的氨，作為配制鋁液精煉劑原料備用；根據(jù)鋁灰中鋁、氧化鋁含量，向濾渣中加入足量的堿液，使渣中鋁、氧化鋁充分溶解；對堿溶液進行壓濾處理，濾渣主要成分為氧化鐵、氧化硅，送堆場存放，濾液為偏鋁酸鈉；蒸干偏鋁酸鈉濾液，得到偏鋁酸鈉干物質(zhì)作為制備鋁電解陽極防氧化涂料原料備用。

一種利用鋁灰渣制備鋁電解陽極防氧化涂料，其特征在于，所述的一種利用鋁灰渣制備鋁電解陽極防氧化涂料第二階段陽極防氧化涂料配料處理過程如下：