DOC《热模压制取铝电解阳极试验研究》

热模压制取铝电解阳极试验研究 高枫1,李俊伟2,詹磊3,贺华3,韩立国3,郝绍文3 (1.

沈阳化工大学 化工产品过程工程技术研究室,沈阳 110142;

2.武钢股份有限公司炼钢总厂,武汉 430083;

3.青铜峡铝业股份有限公司 科技信息中心,银川 751600) 摘要:采用热模压工艺制备铝电解阳极炭块.结果表明,最佳条件为:制团压力40 MPa、温度130 ℃、沥青含量15%.阳极生坯体积密度1.69 g/cm3,上下表面密度差0.2 g/cm3;

焙烧后阳极的体积密度1.62 g/cm3,真密度为2.09 g/cm3,电阻率57 μΩ?m,阳极指标满足生产要求. 关键词:铝电解;

炭阳极;

热模压;

工艺优化 中图分类号:TF821 文献标志码:A 文章编号:1007-7545(2015)06-0000-00 Experimental Study on Preparation of Carbon Anode for Aluminium Electrolysis by Hot Mould Pressing GAO Feng1, LI Jun-wei2, ZHAN Lei3, HE Hua3, HAN Li-guo3, HAO Shao-wen3 (1. Chemical Product Process Engineering Laboratory, SYUCT, Shenyang 110142, China;

2. Wuhan Iron and Steel (Group) Corr, Wuhan 430083, China;

3. CPI Ningxia Qingtongxia Energy & Aluminum Group Co., Ltd., Yingchuan 751600, China) Abstract: Carbon anode for aluminium electrolysis was prepared by hot mould pressing. The results show that the optimum hot mould pressing conditions include pressure of

40 MPa, temperature of

130 ℃, and asphalt content of 15%. Bulk density of raw anode is 1.69 g/cm3 with density difference between upper and lower surface of 0.2 g/cm3. Bulk density and actual density of roasted anode are 1.62 g/cm3 and 2.09 g/cm3 respectively. Specific resistivity of roasted anode is

57 μΩ?m. The indexes of roasted anode meets the requirement of industrial production. Key words: aluminum electrolysis;

carbon anode;

hot molding;

process optimization 在铝电解生产过程中,阳极被称作"铝电解的心脏".阳极质量不好,在铝电解过程中阳极电压降升高,电解槽温度提高,电流效率降低,电耗增加.沥青的均质性对阳极质量具有突出的影响,均质性差的阳极,在电解过程中将导致阳极炭渣脱落增多或出现阳极长包现象,影响电解效率及阳极使用寿命.因此提高沥青在炭阳极分布均质性,改进和提高阳极质量是提高铝电解经济效益的重要研究内容之一. 热模压法是提高材料机械特性方法之一[1-2].模压温度和成型压力是阳极材料制备过程中两个重要工艺参数,升高一定的温度能够促使沥青由固态转变成液态,具有可流动性,较好地涂覆在阳极骨料表面;

合适的成型压力能够促进沥青渗透到石油焦内部气孔中.20世纪80年代美国联合碳化物公司(UCC)采用热模压法制造高炉小炭砖,生产的小炭砖渗透性低、孔度小、具有优良的性能和良好的抗碱侵蚀性能,应用于高温炉内衬材料取得较好效果[3-6].丛干臣等[7]在实验室首次开展了热模压法制取铝电解槽阳极炭块的研究,制得阳极炭块比电阻49.5 μΩ・m,体积密度1.71 g/cm3,抗压强度42 MPa,试验得出热模压法能够制取密度较大、电阻率较小的阳极炭块,但该方法在焙烧过程中需要电加热,能耗较高,因此未能工业化应用. 本文在前期试验基础上,对热模压生产阳极工艺进行改进,在骨料成型过程中,通入电流,利用骨料自身电阻发热,控制模压温度及压力,制取高密度阳极生坯.然后采用常规方式对生坯进行焙烧,制得阳极.

1 模压工艺流程及性能测试 本试验采用青铜峡铝业股份有限公司提供的煅后石油焦,四级配料制度,粒径范围15~8 mm、8~5 mm、5~2 mm、