[发明专利]用炭阳极保护电解铝的方法

说明书

技术领域

本发明涉及有色金属冶金熔盐电解领域，特别是涉及用炭阳极保护电解铝的方法。

背景技术

金属铝电解工业采用的霍尔－埃鲁法，在铝电解生产上，采用高温的具有很大侵蚀性的冰晶石熔液，在各种材料当中，能够耐高温并且抵御这种侵蚀性、价格低廉而有有良好的导电性能的唯有炭素制品。

碳素阳极（也叫石墨阳极），在电解时，阳极碳被氧化而消耗，浪费大量的优质焦炭、石油焦。目前，在原铝生产费用中，预焙阳极占15～20％。

 预焙阳极的消耗除了电解消耗（按理论计算，生产1吨铝需消耗预焙阳极333～370公斤）之外，还有额外的消耗（目前国内阳极净耗，1吨铝需消耗预焙阳极450～480公斤；炭阳极的额外消耗，有很大部分是被空气和CO₂气体氧化和因炭阳极的选择氧化而导致掉粒造成的。可见采用阳极涂层保护阳极，可减少阳极与空气和CO₂的接触，还有很大的保护空间。

发明内容

本发明的目的在于提供保护电解铝用炭阳极的方法，在于解决炼铝过程中炭阳极的额外消耗、消耗大量能源及降低生产成本等方面存在的问题，起到保护预焙阳极的残极和增加阳极的使用寿命的目的。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

用炭阳极保护电解铝的方法，该方法采用铝电解用废电解质、铝电解用废阴极的废碳质材料或氧化铝为原料制成涂层或涂料，将涂料涂在炭阳极表面隔绝空气；在更换炭阳极时，将炭阳极浸渍在熔融的电解液中，使炭阳极表面均匀涂上一层电解质涂层涂料，然后将炭阳极提出电解质；涂层涂料的涂敷：在预焙阳极冷却后将该涂料均匀涂抹或喷涂到炭阳极的上表面和侧表面，涂抹或喷涂1～10次，涂层厚度0.1～50mm在预焙阳极焙烧阶段烘干涂层即可。

所述的用炭阳极保护电解铝的方法，涂料采用铝电解用电解质为原料，涂料的耐火骨料包括从铝电解槽中取出的废电解质、氧化铝、电解槽的废阴极碳粉及冰晶石的一种或多种组合。

所述的用炭阳极保护电解铝的方法，该涂层采用水作为载体，即制作成水基涂料。

所述的用炭阳极保护电解铝的方法，该涂层采用有机溶剂作为载体，即制作成有机涂料；其中有机溶剂包括：苯、汽油、甲醇、乙醇、糠醇一种或几种的组合。

用炭阳极保护电解铝的方法，制备一种沥青-电解质涂料，在预焙阳极冷却后将该涂料均匀涂抹或喷涂到炭阳极的上表面和侧上表面，涂抹或喷涂1～10次，涂层厚度0.1～50mm，在预焙阳极焙烧阶段随预焙阳极一同烘干或采用电解燃气或者油的燃气装置对涂层进行固化。

所述的用炭阳极保护电解铝的方法，其涂层的组成为沥青和电解质，其中沥青的比例为20～80mass％，废电解质的比例为20～80mass％。

保护电解铝用炭阳极的方法过程，

在更换炭阳极时，将炭阳极浸渍在熔融的电解液中，使炭阳极侧上表面和側表面均匀涂上一层电解质涂层后，提升阳极，使其粘附在阳极表面，从而起到隔绝空气，保护炭阳极的作用；同时解决了电解质中某些添加剂的加入量超标的问题。

制备成水基涂料，在预焙阳极制备的冷却阶段将该涂料均匀涂抹到炭阳极的侧上表面和上表面，在预焙阳极焙烧阶段烘干涂层，在铝电解过程中起到保护阳极的作用。该涂层的特点是可利用废弃的电解质，价格低廉。

阳极涂层的耐火骨料选用大于50目的废电解质，电解质的主要成分为冰晶石-氧化铝。

制备成有机涂料，在预焙阳极制备的冷却阶段将该涂料均匀涂抹到炭阳极的侧上表面和上表面，在预焙阳极焙烧阶段烘干涂层，在铝电解过程中起到保护阳极的作用。

制备成沥青-电解质糊，在预焙阳极制备的冷却阶段将该涂料均匀涂抹到炭阳极的侧上表面和上表面，在预焙阳极焙烧阶段烘干涂层，在铝电解过程中起到保护阳极的作用。

本发明的优点与效果是：

本发明不会带来杂质污染合金液；可以进行废物的回收利用，经济合理。本发明保护电解铝用炭阳极的方法，将会减少铝电解过程中，阳极的额外消耗，炭阳极的额外消耗，有很大部分是被空气和CO₂气体氧化以及因炭阳极的选择氧化而导致掉粒造成的；采用阳极保护涂层，可减少阳极与空气和CO₂的接触，减少炭阳极的额外消耗，延长炭阳极的使用寿命；同时还可使废旧的电解质得以回收利用，减少废电解质对环境的污染，若采用在电解槽中浸渍的方式，还可以微量调节电解的成分。

附图说明

图1为未涂涂层的阳极发明原理示意图；