[发明专利]一种铝电解用炭素阳极糊料混捏的方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝电解工业中的一种炭素阳极糊料混捏的方法。该方法属于冶金、化工技术领域。

背景技术

随着铝工业的迅速发展，预焙阳极的需求量也日益增大。炭阳极作为铝电解槽的心脏，其质量和工作状况的好坏对铝电解生产是否正常及电流效率、电能消耗、产品等级等经济技术指标影响十分巨大。大量铝电解槽运行实践证明：电解槽70％的故障是由阳极质量差造成。因此如何提高阳极的综合质量是一个非常重要的课题。传统提高阳极质量的方法主要是从原料，配方级配，煤沥青用量，煤沥青改性，焙烧曲线，阳极制作工艺等方面进行研究，虽然有相关文献从阳极糊料混捏方法上研究，但是这些研究仅仅局限于混捏温度，混捏设备，混捏工艺改善这些方面，忽略了从阳极糊料混捏方法改善对糊料表面的煤沥青层内部结构的影响这个方向上研究。在阳极的制作过程中，糊料混捏的质量好坏，直接影响着炭阳极生块整体质量。要想阳极糊料质量好，糊料的混捏方法很重要，传统阳极糊料混捏的方法是把不添加任何物质的煤沥青直接往混捏锅里预热的干料中加，经过高温混捏后即可得到糊料，接着混料成型制得阳极。在这种方法中，粉料作为填充物填充在骨料的缝隙之中，煤沥青作为粘结剂附在物料的表面并且将它们粘合在一起。本发明方法通过改进了阳极糊料的混捏方法，即将配方中部分粉料(可用球磨粉或原料煅烧和煅后焦中碎的收尘粉替代)预先添加入熔化的煤沥青中均匀搅拌后再往混捏锅的干料中加，然后高温混捏，紧接着糊料成型制得阳极。本方法中粉料除了作为填充物之外还有一部分在混捏之前已经进入煤沥青中，夹有粉料的煤沥青比纯煤沥青具有更强的粘合作用，含有粉料的煤沥青焙烧后，不仅沥青焦的网络结构以及沥青焦的强度得以加强，而且单位区域形成的空隙也会比纯沥青的少。

国内外关于采用阳极糊料混捏的方法研究以提高铝用炭素阳极整体性能的发明技术不多。文献[1]分析了提高预焙阳极质量的混捏工艺以及设备特点，结果表明布斯连续混捏机在混捏过程中对糊料形成的挤压力对沥青浸渗干料粒子和粉料起主要作用。文献[2]阐述了铝用预焙阳极高温混捏成型新技术的产生背景、工艺技术路线研究及应用探讨，结果表明高温混捏成型新技术有利于拓展原料范围并且能有效降低沥青配比。文献[3]通过对预焙阳极生产过程中混捏工序存在的影响因素进行分析，从工艺技术条件优化、设备等方面进行了改进，解决了糊料夹干料、配方改变、糊料塑性差等问题，混捏质量得到明显提高，预焙阳极生块合格率由原97.2％提高到99.2％。文献[4]在配方及其它条件确定的条件下，结合设备特点，从混捏时间，温度等方面进行合理的参数确定，为进一步提高预焙阳极质量创造条件。文献[5]从骨料的预热，混捏设备，混捏工艺，冷却的方式等方面来研究阳极糊料的混捏，结果表明：采用高预热，适当提高混捏温度；适当提高混捏功率可以提高糊料的混捏质量，进而提高阳极的性能。

发明专利“一种铝用炭素阳极混捏成型方法”【6】(申请号：200710201988.8)涉及一种阳极混捏成型的方法，该发明主要是从骨料预热温度，液体沥青温度，混捏温度，凉料温度，成型真空度这五个方面进行研究，而本发明则是从糊料混捏方法对糊料表面的沥青层的内部结构影响出发，属于两个不同的概念；发明专利“一种阳极糊料增塑的方法”【7】(申请号：201010242869.9)以及发明专利“一种阳极糊料及其制成的炭素阳极”【8】(申请号：201010242724.9)涉及一种阳极糊料增塑的方法，该发明的技术方案为向电解铝行业使用的炭素阳极糊料中添加增塑剂油酸，降低液体沥青粘度及骨料沥青界面张力，从而降低沥青与骨料的湿润角。该发明属于向糊料中添加物质改善糊料的质量，该方法发生在混捏阶段，但不属于改变糊料混捏的方法。发明专利“一种提高预焙阳极质量的方法”【9】(申请号：201010242721.5)该发明涉及一种提高阳极糊料质量的方法，技术方案为通过在改质沥青中添加了一定比例的中温沥青，降低沥青整体的软化点，改善沥青流动性，该发明只是增加粘结剂中中温沥青的含量，同样不属于糊料混捏方法的改变。还有一个国外发明专利【10】(申请号：US2010/0284236A1)介绍一种旋转轴式的混捏机，这种混捏机很适合生产铝用碳素阳极糊料，该专利属于设备方向，与本发明改变阳极糊料混捏的方法不一样。

综上所述，对于通过改善阳极糊料混捏的方法以提高阳极整体质量的研究中，目前还没有出现从阳极糊料混捏方法改变糊料表面煤沥青层内部结构这个角度提高阳极质量的相关技术。

参考文献：

1、包崇爱.预焙阳极糊料混捏工艺分析[J].轻金属，2001(11)：51。