热模压制取铝电解阳极试验研究

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1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2015.06.010热模压制取铝电解阳极试验研究高枫1，李俊伟2，詹磊3，贺华3，韩立国3，郝绍文3（1.沈阳化工大学化工产品过程工程技术研究室，沈阳110142；2.武钢股份有限公司炼钢总厂，武汉430083；3.青铜峡铝业股份有限公司科技信息中心，银川751600）摘要：采用热模压工艺制备铝电解阳极炭块。结果表明，最佳条件为：制团压力40MPa、温度130℃、沥青含量15%。阳极生坯体积密度1.69g/cm3，上下表面密度差0.2g/cm3；焙烧后阳极的体

2、积密度1.62g/cm3，真密度为2.09g/cm3，电阻率57μΩ•m，阳极指标满足生产要求。关键词：铝电解；炭阳极；热模压；工艺优化中图分类号：TF821文献标志码：A文章编号：1007-7545（2015）06-0000-00ExperimentalStudyonPreparationofCarbonAnodeforAluminiumElectrolysisbyHotMouldPressingGAOFeng1,LIJun-wei2,ZHANLei3,HEHua3,HANLi-guo3,HAOShao-wen3(1

3、.ChemicalProductProcessEngineeringLaboratory,SYUCT,Shenyang110142,China;2.WuhanIronandSteel(Group)Corr,Wuhan430083,China;3.CPINingxiaQingtongxiaEnergy&AluminumGroupCo.,Ltd.,Yingchuan751600,China)Abstract:Carbonanodeforaluminiumelectrolysiswaspreparedbyhotmouldpr

4、essing.Theresultsshowthattheoptimumhotmouldpressingconditionsincludepressureof40MPa,temperatureof130℃,andasphaltcontentof15%.Bulkdensityofrawanodeis1.69g/cm3withdensitydifferencebetweenupperandlowersurfaceof0.2g/cm3.Bulkdensityandactualdensityofroastedanodeare1.

5、62g/cm3and2.09g/cm3respectively.Specificresistivityofroastedanodeis57μΩ•m.Theindexesofroastedanodemeetstherequirementofindustrialproduction.Keywords:aluminumelectrolysis;carbonanode;hotmolding;processoptimization在铝电解生产过程中，阳极被称作“铝电解的心脏”。阳极质量不好，在铝电解过程中阳极电压降升高，电解槽温

6、度提高，电流效率降低，电耗增加。沥青的均质性对阳极质量具有突出的影响，均质性差的阳极，在电解过程中将导致阳极炭渣脱落增多或出现阳极长包现象，影响电解效率及阳极使用寿命。因此提高沥青在炭阳极分布均质性，改进和提高阳极质量是提高铝电解经济效益的重要研究内容之一。热模压法是提高材料机械特性方法之一[1-2]。模压温度和成型压力是阳极材料制备过程中两个重要工艺参数，升高一定的温度能够促使沥青由固态转变成液态，具有可流动性，较好地涂覆在阳极骨料表面；合适的成型压力能够促进沥青渗透到石油焦内部气孔中。20世纪80年代美国联合碳化物

7、公司（UCC）采用热模压法制造高炉小炭砖，生产的小炭砖渗透性低、孔度小、具有优良的性能和良好的抗碱侵蚀性能，应用于高温炉内衬材料取得较好效果[3-6]。丛干臣等[7]在实验室首次开展了热模压法制取铝电解槽阳极炭块的研究，制得阳极炭块比电阻49.5μΩ·m，体积密度1.71g/cm3，抗压强度42MPa，试验得出热模压法能够制取密度较大、电阻率较小的阳极炭块，但该方法在焙烧过程中需要电加热，能耗较高，因此未能工业化应用。本文在前期试验基础上，对热模压生产阳极工艺进行改进，在骨料成型过程中，通入电流，利用骨料自身电阻发热，

8、控制模压温度及压力，制取高密度阳极生坯。然后采用常规方式对生坯进行焙烧，制得阳极。1模压工艺流程及性能测试本试验采用青铜峡铝业股份有限公司提供的煅后石油焦，四级配料制度，粒径范围15~8mm、8~5mm、5~2mm、<0.075mm。不同粒径石油焦与煤沥青粉末按一定比例在混料机内冷混30min后装入模压腔中，试验初始施加压力10M