[实用新型]开有导流槽的预焙阳极炭块

说明书

技术领域

开有导流槽的预焙阳极炭块，涉及一种电解铝生产的预焙阳极炭块。

背景技术

在电解铝生产中，电能消耗对电解铝生产成本的影响很很大。许多研究都是针对降低电能消耗进行的。特别是近年来我国的电解铝生产迅猛发展，产量已达千万吨，节电降耗的压力更加迫切。针对节能降耗的研发成为目前铝电解技术研发的热点。为了降低铝电解电能消耗，对阳极炭块进行改进也是方向之一，如中国专利ZL200520200777.9：“底部开槽的预焙阳极”的中国专利就是针对阳极炭块进行的改进。

采用底部开槽的预焙阳极可以在很大程度上解决气泡电压问题，但是仍然有两个问题有待进一步解决：

1、槽电压的波动

上世纪九十年代，薛继来教授对预焙阳极底部产生的CO₂和CO气泡的形成和排放作了研究和总结(Light Metals，1995，265～271页)：单个气泡形成后并不马上从底部排出，而是聚合成一个大面积的薄片状气膜，最后无规则地从预焙阳极底部一侧排出。测量到的槽电压是波动。采用底部开槽的预焙阳极后，槽电压的波动减少了，但由于开的槽底仍然是平整，薄片状气膜还会产生，槽电压的波动依然存在。

2、浓差电压

邱竹贤教授的《预焙槽炼铝》(冶金工业出版社)指出“槽电压是由反电势、电解质电压降、阳极电压降、阴极电压降和外线路中极电压降五部分组成。”其分配比例如下表所示：

 

项目电压/V百分比％反电势1.742.5电解质电压降1.435.0阳极电压降0.37.5阴极电压降0.410.0外线路中极电压降0.25.0总计4.0100

上述的反电势不仅包括预焙阳极底部产生的CO₂和CO气泡形成的气泡电压还包括浓差电压。

在铝电解过程中，阴极表面上析出铝而炭阳极上吸附阳极气体；同时阴极近层液中铝离子浓度减少、钠离子增多；阳极近层液中氧离子浓度减少、氟离子增多；结果阴阳两极的电位偏移。

在阴阳电极之间由于磁场和温差的存在，使得电解液能够搅动，浓差减少；但在氧化铝点式下料和电解液的接触处的磁场和温差明显小于阴阳电极之间，因此如果利用倾角将气体排到氧化铝喂入点，使附近的电解质产生的机械搅动，有利于氧化铝颗粒更快地溶解到电解质中，提高电解质中氧化铝的浓度，从而减少电极浓差电压。一般过电压值仅为0.55V，但相对于4.0V的整体槽电压，过电压的就不可忽略。

发明内容