[发明专利]一种阳极保护环的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝电解技术领域，特别涉及一种阳极保护环的制备方法。

背景技术

通常，在铝电解生产时，会在阳极钢爪与阳极碳碗连接处、阳极钢爪的表面套上阳极保护环以隔离阳极钢爪和电解槽内的电解质液，以保护阳极钢爪不被电解质液腐蚀。

目前，阳极保护环大多用炭素材料作为原料，以沥青为粘结剂制成，经压力机械加压成型，晾干后套在阳极钢爪上使用。此种保护环抗氧化性能差，耐压强度低。在电解槽高温条件下，若无保温料覆盖，该种炭素保护环容易被空气氧化成碎块，在换极操作中或在电解质液的冲刷下掉入电解槽中，一方面使得阳极钢爪失去保护，产生“化爪”现象，导致原铝品位降低；另一方面氧化后的碳渣掉入电解槽中，增加工人捞碳渣的工作量，使得槽电阻增加，电解生产的能耗上升，严重者甚至影响电解槽寿命。

发明内容

本发明利用过剩电解质制备阳极保护环，将电解质研磨至一定细度后，加入粘结剂，经混捏成型、干燥、烘干工序可制成阳极保护环，既提高了阳极保护环的质量，也消耗了电解铝厂的废物，高效环保。

本发明的技术方案是：

一种阳极保护环的制备方法，包括步骤：

A、球磨：将电解质块研磨1-3小时；

B、筛分：将球磨后的电解质通过不同的筛网，获得不同粒径的电解质粉；

C、混合、升温：将筛分后的电解质粉与粘结剂混合搅拌1小时形成浆料，同时升温至85-130℃；

D、成型：将浆料注入模具中，加压至12-18MPa，保持15-35秒。

优选地，步骤B中所述筛分得到的电解质粉中各粒径的比例为：

粒径大于等于15mm且小于等于30mm的电解质粉        10-18％

粒径大于等于10mm且小于等于15mm的电解质粉        35-45％

粒径大于0mm且小于等于10mm的电解质粉             40-50％

优选地，步骤C中所述粘结剂质量为电解质粉质量的10-30％。

优选地，步骤C中所述粘结剂包含质量比为40-50％的沥青、50-60％的煤焦油。

本发明提供的阳极保护环的制备方法，具有如下优点：

1、废物循环利用：电解槽的原料氧化铝中含有氧化钠，氧化钠随原料进入电解槽后形成氟化钠导致电解槽内分子比升高，因此需加入氟化铝来抑制分子比的上升，随着槽内氟化钠和氟化铝的增加，必将导致电解质过剩，需在生产过程中不断捞出来。过剩电解质是电解铝厂的副产品，随着铝厂规模的不断扩大，过剩的电解质总量越来越多。据测算，一个产量20万吨的电解铝厂一年的电解质过剩量大约有2800吨，这还不包括电解槽生产不稳定和大修、阳极更换等原因产生的电解质的数量。目前国内很多企业对这一资源的利用不够重视，将电解质大量长期存放于本企业，没有循环利用。而本发明将主要成分为氟化钠和氟化铝的过剩电解质重新利用，作为阳极保护环的原料使用，既降低了阳极保护环的制作成本，又实现了废旧资源的综合利用；

2、提高阳极保护环质量：电解质的主要成分是冰晶石、氟化铝、氟化钙等，这些组分本身就是电解槽的组成份之一，不仅具有机械强度大、抗热震性能高的特点，可有效保护阳极钢爪不被电解质冲刷；并且即使脱落对电解槽也无负面影响，减少电解槽残渣，不影响原铝质量，减少电能损耗，增产增效。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明技术方案做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例一

将过剩电解质用破碎机破碎，得到的粉末用球磨机研磨1-3小时，称取电解质粉480kg(其中粒径大于等于15mm且小于等于30mm的电解质粉为72g，粒径大于等于10mm且小于等于15mm的电解质粉为192g，粒径大于0mm且小于等于10mm的电解质粉为216g)，沥青54kg，煤焦油66kg；将以上原料送入混捏锅，同时升温至85-130℃，进行混捏1小时形成浆料，然后将浆料注入模具，放入液压机液压成型，加压至12-18MPa，保持15-35秒，即得阳极保护环。制得的阳极保护环机械强度远大于普通炭素保护环，耐磨蚀、硬度高、耐高温、化学性质稳定。

实施例一的配方如下表所示，其中粘结剂质量为电解质粉质量的25％：

实施例二

实施例二步骤同实施例一，具体配方数值如下表所示，其中粘结剂质量为电解质粉质量的20％：

实施例三