陰極材料對鋁電解行為的影響研究論(編輯修改稿)
2025-02-03 05:05 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 槽 陰極壓降 (mV) 485 465 462 半石墨質(zhì)槽 (mV) 400 408 403 409 400 391 半石墨化槽 (mV) 391 364 3003504004505001 2 3 4 5 6 7 8 經(jīng)過 120 天運行，測試對比，試驗證明：半石黑質(zhì)陰極炭塊砌筑的電解槽比普通炭塊槽平均陰極壓降低 69mv，半石黑質(zhì)炭塊槽比普通炭塊槽平均陰極壓降 91mv。 試驗中由于陰極壓降減少，在槽電壓不變的情況下，提高極距，降低鋁液水平，單槽出 鋁量明顯增加，電流效率提高 ,實際結(jié)果如下表 : 節(jié)電效果計算 : 以 180KA 電解槽為例 1mv 壓降 24 小時節(jié)電為： Q=IVT=1800024247。1000=(KWH) 半石墨質(zhì)炭塊 : 69365=108799(KWH) 半石墨化炭塊 : 91365=(KWH) 以上實驗計算得出的結(jié)論表明采用高石墨化程度的陰極炭塊鋁電解槽節(jié)能效果明顯 ,單臺槽產(chǎn)鋁量高 ,生產(chǎn)效率提高。 同時 ,陰極電壓降還與鋼棒糊的燒成電阻率有關(guān) ,也與鋼棒 —鋼棒糊 — 炭塊之間的接組電阻有關(guān)。而這些方面都與鋼棒糊的質(zhì)量以及組裝時扎糊質(zhì)量有關(guān)。 四、 結(jié)論及建議 (一 )、 結(jié)論 （ 1） 鋁電解槽的壽命與陰極的抗鈉侵蝕性能有直接的關(guān)系 ,與組成陰極的底塊、側(cè)塊和陰極糊的質(zhì)量以及施工質(zhì)量有關(guān) ,它們整體抗鈉侵蝕性能越好槽壽命越長。 （ 2）陰極的抗鈉侵蝕性能與其石墨化程度有關(guān) , 陰極的石墨化程度越高其抗鈉侵蝕性 能越好。 （ 3）不同原材料抗鈉侵蝕能力不同 ,但經(jīng)過高溫處理之后槽 種 無定形炭塊槽 半石墨質(zhì)塊槽 半石墨化塊槽 平均陰極壓降 mv 455 386 364 電流效率 % 提 高 % 0 其性能發(fā)生變化，制造陰極時對于原料的選擇應(yīng)考慮產(chǎn)品的熱處理溫度。 （ 4）采用高石墨化程度、低電阻率的陰極可以明顯降低陰極壓降 ,提高電流效率 ,節(jié)電效果顯著。 (二 )、建議 （ 1） 隨著我國鋁電解槽容量的增大 ,盡快開發(fā)半石墨化和石墨化陰極 ,有利于提高我國鋁工業(yè)的整體技術(shù)水平 ,其綜合經(jīng)濟效益可觀。 （ 2）陰極糊的質(zhì)量應(yīng)放在與炭塊同等位置 , 陰極糊的施工質(zhì)量也直接影響電解槽的壽命和鋁的電能消耗 ,應(yīng)同樣重視。 （ 3）盡快開發(fā)和推廣碳化硅和碳的復(fù)合側(cè) 部材料 ,以提高鋁電解綜合水平。 參考文獻 : ○ 1 《鋁電解槽內(nèi)襯的化學(xué)反應(yīng)》姚廣春 ○ 2 馮乃祥《鋁電解過程金屬鈉在炭塊中的滲透》 ○ 3 《炭素技術(shù)》 2022 年第 3 期《鋁電解槽側(cè)部用復(fù)合材料的開發(fā)》劉鳳琴等。 陰極材料對鋁電解行為的影響研究 張國輝 山西華泰炭素有限公司 作者簡介 張國輝： 高級工程師 ，從事炭素生產(chǎn)技術(shù)研究二十年，現(xiàn)任 山西華泰炭素有限公司技術(shù)中心主任。 摘 要 :文章 從鋁電解生產(chǎn)工藝過程對陰極作用機理的角度分析了引起鋁電解槽破損的因素以及對陰極壓降的影響，從而分析了不同陰極材料對鋁電解生產(chǎn)過程中行為的影響，提出了提高鋁電解槽壽命、降低鋁生產(chǎn)的工藝能耗的一些具體措施建議。 關(guān)鍵詞： 陰極；鋁電解；半石墨質(zhì)；半石墨化；槽壽命 一、 前 言 眾所周知，鋁電解的陰極和陽極組成電解槽的工作區(qū)域，如果把陽極比喻為鋁電解槽的‘心臟’，那么陰極是電解槽的‘腹腔’，陰極是陽極以及工作區(qū)所有介質(zhì)的承載體，同時承擔(dān)著傳導(dǎo)陰極電流的作用 陰極主要由底部陰極炭塊、側(cè)部材料、陰極導(dǎo)電鋼棒以及將其三者 結(jié)合起來的炭糊組成，人們總是希望組成電解槽的陰極具有長久的壽命和優(yōu)良的傳導(dǎo)電流的能力，使鋁電解槽能夠高效．低耗．優(yōu)質(zhì)的運行。然而，隨著鋁工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，電解槽向大容量方向發(fā)展，使得鋁電解過程中電場．磁場．熱場更加復(fù)雜化，對陰極材料的作用也越來越大，電化學(xué)和機械力對陰極材料的侵蝕．沖刷前所未有，電解槽的早期破損現(xiàn)象日趨凸現(xiàn)，鋁電解槽的壽命問題成為世界鋁業(yè)界關(guān)注的課題。目前，國外鋁電解槽壽命已達(dá)到 2400―― 3000 天，而我國一般為 1500―― 1800天，如此短的槽壽命，使我國鋁電解的大修頻繁，其中消耗了大量人 力．物力．財力，降低了生產(chǎn)效率，使我國鋁工業(yè)在國外市場的競爭力大打折扣。雖然我國已被公認(rèn)為世界鋁業(yè)生產(chǎn)大國，但并未成為鋁業(yè)強國。 國際上普遍采用高導(dǎo)電率、高石墨化度、低膨脹率的陰極材料，使的鋁電解槽有較低的陰極壓降，大大降低了鋁電解的單位電耗，降低了成本。 陰極材料對鋁電解槽生產(chǎn)過程的行為影響是至關(guān)重要的，好的陰極材料對于提高鋁電解的電流效率．鋁的品質(zhì)，槽壽命起著舉足輕重的作用。 本文通過一些實驗，研究陰極的不同材質(zhì)對鋁電解生產(chǎn)過程中行為的影響，提出陰極材料的選擇的一些建議和看法。 二、陰極材料對鋁電解槽壽 命的影響 〔一〕鋁電解槽破損機理 鋁電解槽陰極在電解過程中盛裝電解液和鋁液，這些物質(zhì)在電場、磁場和熱場的作用下，與陰極炭材料發(fā)生著化學(xué)侵蝕作用和物理的機械力作用以及鋁液
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