陰極材料對(duì)鋁電解行為的影響研究論(編輯修改稿)
2025-02-03 05:05 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(yùn)行，測(cè)試對(duì)比，試驗(yàn)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(yàn)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(shí)際結(jié)果如下表 : 節(jié)電效果計(jì)算 : 以 180KA 電解槽為例 1mv 壓降 24 小時(shí)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(shí)驗(yàn)計(jì)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(tái)槽產(chǎn)鋁量高 ,生產(chǎn)效率提高。 同時(shí) ,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(shí)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(zhǎng)。 （ 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(shí)對(duì)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(guó)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(guó)鋁工業(yè)的整體技術(shù)水平 ,其綜合經(jīng)濟(jì)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(xiàn) : ○ 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(duì)鋁電解行為的影響研究 張國(guó)輝 山西華泰炭素有限公司 作者簡(jiǎn)介 張國(guó)輝： 高級(jí)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(duì)陰極作用機(jī)理的角度分析了引起鋁電解槽破損的因素以及對(duì)陰極壓降的影響，從而分析了不同陰極材料對(duì)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(yáng)極組成電解槽的工作區(qū)域，如果把陽(yáng)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(yáng)極以及工作區(qū)所有介質(zhì)的承載體，同時(shí)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(zhǎng)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(yùn)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(chǎng)．磁場(chǎng)．熱場(chǎng)更加復(fù)雜化，對(duì)陰極材料的作用也越來越大，電化學(xué)和機(jī)械力對(duì)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(guó)外鋁電解槽壽命已達(dá)到 2400―― 3000 天，而我國(guó)一般為 1500―― 1800天，如此短的槽壽命，使我國(guó)鋁電解的大修頻繁，其中消耗了大量人 力．物力．財(cái)力，降低了生產(chǎn)效率，使我國(guó)鋁工業(yè)在國(guó)外市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力大打折扣。雖然我國(guó)已被公認(rèn)為世界鋁業(yè)生產(chǎn)大國(guó)，但并未成為鋁業(yè)強(qiáng)國(guó)。 國(guó)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(duì)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(duì)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(shí)驗(yàn)，研究陰極的不同材質(zhì)對(duì)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(duì)鋁電解槽壽 命的影響 〔一〕鋁電解槽破損機(jī)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(chǎng)、磁場(chǎng)和熱場(chǎng)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(jī)械力作用以及鋁液
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