[发明专利]一种阳极钢爪保护环及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种预焙阳极铝电解槽的阳极钢爪保护环及其制备方法，属于有色金属电解技术领域，适用于预焙阳极铝电解槽。

背景技术

在现有技术中，人们使用炭素和氧化铝材料制作阳极钢爪保护环，套在炭阳极以上的钢爪上，用炭胶结成一个整环，保护钢爪。但鉴于炭素保护环在电解生产过程中也受电解质的浸蚀和冲刷，参与电解反应以及受换极作业的影响，使用这种炭素保护环制造成本高，抗氧化和气化反应的能力不足，保护效果不够理想，作为粘合剂的沥青油会对环境造成二次污染。在炭阳极烧熔时以及换极操作中，炭素保护环的碎块进入电解槽中，需要人工捞出，工作环境恶劣，劳动强度大，电解槽热量损失，会增加电流消耗，造成了电解生产能耗的增加。而氧化铝制作成的保护环，使用的粘合剂主要是高岭土，而高岭土的主要成份是硅、钙、铁。在氧化铝保护环烧熔时以及换极操作中，保护环的碎块落入电解槽中，一是会增加铝液中的硅、铁含量，长期大量使用会影响电解铝的产品质量。二是高岭土中的钙会造成电解槽长底，增加电流空耗，造成了电解生产能耗的增加和资源浪费以及电解成本的增加。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术中炭素保护环制造成本高，抗氧化和气化反应的能力不足，保护效果不够理想，不环保，以及氧化铝保护环影响产品质量，增加电解铝成本的缺陷，提供一种新的阳极钢爪保护环，是将铝电解生产过程中产生的铝灰进行再利用，制成保护环，经过筛选过的铝灰再利用价值很小。电解铝灰的组成成分很复杂(见铝灰组成成分表)，将这种材料制成的阳极钢爪保护环制造成本低，抗氧化和气化反应能力强，能够有效保护阳极钢爪被氧化和浸蚀，防止氧化铁进入电解槽，由于铝灰本身就是铝电解过程中产生的，因此即使保护环材料进入电解槽中也不需要工人捞出，降低工人劳动强度，不影响电解铝的产品质量，减少电能损耗，增产增效，从而达到化害为利，变废为宝的目的。经电解槽实验对比铁含量明显降低。

铝灰组成成分表

其它含量为氧、碳、氢(一份样品的化验数据)。

本发明的另一个目的是提供这一种阳极钢爪保护环的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

将铝灰与纸浆、氧化镁、磷酸二氢铝混合，加入适量的水进行充分搅拌，经模具固化而成。其原料重量份数配比为：铝灰75～85份、纸浆5～15份、氧化镁2～8份、磷酸二氢铝2～8份。

进一步，其原料重量份数的最佳配比为：铝灰80份、纸浆10份、氧化镁5份、磷酸二氢铝5份。

本发明的阳极钢爪保护环的制备方法是：其制备工艺步骤为：

(1)预处理：将铝灰分拣，在球磨机中磨粉；

(2)筛选：用140～200目金属筛筛选；

(3)混合搅拌：将筛选的铝灰粉与纸浆、氧化镁、磷酸二氢铝混合，加入适量的水充分搅拌；

(4)固化成型：用压力机械模具固化成型，加压10～15MPa，时间为5～10秒；

(5)阴干：室温下晾干；

(6)烘干：在60～80℃烘烤室中烘烤3～4小时脱水；

(7)焙烧：在600～800℃焙烧炉中焙烧2～3小时。

本发明的阳极钢爪保护环与现有的保护环相比，制造成本低，抗氧化和气化反应的能力强，保护效果理想。即使保护环材料进入电解槽中也不需要工人捞出，降低工人劳动强度，不影响电解铝的产品质量，减少电能损耗，而且把对电解铝产生的价值低、难处理的铝灰进行再利用，化害为利，变废为宝，增产增效。

具体实施例

下面结合具体的实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1、

(1)预处理：将铝灰分拣，在球磨机中磨粉；

(2)筛选：用140目金属筛筛选；

(3)混合搅拌：将筛选的铝灰粉与纸浆、氧化镁、磷酸二氢铝混合，其原料重量份数配比为铝灰75份、纸浆15份、氧化镁2份、磷酸二氢铝8份，加入适量的水充分搅拌；

(4)固化成型：用压力机械模具固化成型，加压10MPa，时间为10秒；

(5)阴干：室温下晾干；

(6)烘干：在60℃烘烤室中烘烤4小时脱水；

(7)焙烧：在600℃焙烧炉中焙烧3小时。

实施例2、

(1)预处理：将铝灰分拣，在球磨机中磨粉；

(2)筛选：用170目金属筛筛选；

(3)混合搅拌：将筛选的铝灰粉与纸浆、氧化镁、磷酸二氢铝混合，原料的重量份数配比为：铝灰80份、纸浆10份、氧化镁5份、磷酸二氢铝5份，加入适量的水充分搅拌；