[发明专利]电解铝低电阻抗氧化自焙阳极

说明书

本发明涉及一种铝电解用自焙阳极（即阳极糊）材料的改进。

现行铝冶金工业大都采用冰晶石（Na3AeF6）熔盐为主的熔剂，通以直流电还原其中熔解的氧化铝而得到液态金属铝的电解法。该法所采用的阳极为碳素阳极。碳素阳极包括予焙和自焙两种，其中自焙阳极占55%，通常制造自焙阳极的原料是石油焦或沥青焦和粘结剂煤沥青，其煤沥青的用量为28-32%。制品抗压强度为270-380公斤/厘米²，比电阻为68-80欧姆·毫米²/米，炼一吨铝消耗阳极糊约550公斤。阳极是铝电解槽的心脏，铝电解工艺对阳极的基本要求是孔率低、密度大、与氧作用的表面要小、机械强度大、导电率高、导热低、杂质含量少。

本发明的目的是提供一种比电阻小电耗低、密度大消耗少和成本低、沥青烟害小的自焙阳极。

本发明自焙阳极是利用4-87%被电解铝融盐浸渍并催化石墨化的破损铝槽拆除的阴极废炭块（如表1所示），经水洗净化、烘焙粉碎、配料、同时加入锻后石油焦和粘结剂混捏而成。

表1：

真比重（g/cm³）孔率（%）抗压强度（kg/cm²）比电阻（Ωmm²/M）

2.41-2.45    9-10    810-950    28-33

灰分（%）    导热率（kl/m·h·℃）

32-42    32-33

利用废炭块代替石油焦或沥青焦作自焙阳极骨料，最好采用的颗粒级配为：-12-+6毫米粒级配干料重量15-20%;-6-+1毫米粒级配15-20%重量;-0.15毫米粒级配45-51%重量其中-0.075毫米粒级占25-36%;-1-+0.5毫米粒级为余量;粘结剂是加热后的液体煤沥青和/或煤焦油的混合物，软化点为58-82℃（环球法），其用量为15-30%，最好为21-26%。

采用间歇式双轴混捏锅进行混捏，首先将称量过的干料加入锅内，并使其干料温度高于粘结剂软化点15-30℃的条件下搅拌15-20分钟，加入粘结剂后再继续混捏35-40分钟，其混捏温度根据所采用粘结剂的软化点按常规调整。

例：按上述工艺，采用废炭块代替50%石油焦制造自焙阳极，其颗粒级配与粘结剂比如下：

-12-+6毫米    18%

-6-+1毫米    20%

-1-+0.15毫米    14%

-0.15毫米    48%

其中-0.075毫米    30%

粘结剂（软化点72℃）    24%

本发明自焙阳极实验结果与已有自焙阳极性能比较如表2所列：

表2：

自焙阳极    实型新型    已有技术

抗压强度（kg/cm²） 465 270-380

比电阻（Ωmm²/M） 51 68-80

真比重（g/cm³） 2.15 1.97-2.02

假比重（g/cm³） 1.59 1.38-1.41

孔率（%）    26    27-30

灰分（%）    17    0.4-1.0

一级以上铝锭（%）    100    100

电耗（kwh/t    AL）    15508    15878

60kA旁插棒槽阳极

477    510-550

消耗（kg/t    AL）

表2表明：本发明自焙阳极各项理化性能除灰分外已基本达到予焙阳极的技术指标。其灰分含量较大是因废炭块含有电解质的缘故，这些电解质分布在整个自焙阳极的结构中，高温电解时，它抑制碳素组分氧化速度的同时，伴随阳极消耗又回到电解槽中重新使用，它不但未污染铝的质量却由此得到回收。

实施本发明的优点是：利用破损铝槽拆除的废炭块代替石油焦制造自焙阳极，每生产一千吨自焙阳极能节约石油焦40-640吨。该自焙阳极比电阻降低11-44%，阳极电压降降低0.1-0.2伏，相当吨铝省电340-680千瓦·时，而且阳极电解消耗降低7-11%，该自焙阳极粘结剂用量少4-7%，则电解厂房沥青烟害大大减轻。本发明自焙阳极流动性好烧结快，既适用旁插棒阳极也适用于上插棒阳极，其技术经济效益显著。

下面结合附图对本发明自焙阳极作进一步的描述：