铝用预焙阳极生产简介课件.ppt

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1、铝用预焙阳极生产简介2011年10月第1章预焙阳极生产概述Introduction铝是一种具有延展性的银白色轻金属元素，是地壳中蕴含量最丰富的第3种元素。然而，它通常是以氧化物或与其它元素紧密结合形式存在，主要是铝土矿，一种以水合氧化铝和铁以及其它杂质组成的无定形粘土物。铝的生产是在电解槽中进行。氧化铝被注入碳内衬炉内，在那里，大约960℃下，熔解在熔融的冰晶石(Na3AlF6)里。当强大的电流通过冰晶石溶液，每个氧化铝分子被分散。当氧离子和碳阳极起反应释出二氧化碳的同时，熔融铝在熔炼炉底部的碳阴极

2、上形成。大家知道的霍尔-埃鲁法，熔炼铝可以用下面的等式描述：2Al2O3+3C+电=4Al+3CO2预焙阳极技术在电解生产中的作用导电预焙阳极Pre-bakedanode阴极块Cathode参与电化学反应2AL2O3+3C=4AL+3CO217~34kg60~120kg100~130kg理论消耗334KgC/tAL电解消耗：/CE额外消耗(Extraconsumption)净消耗（Netconsumption)残极(Butt)毛耗(Grossconsumption)预焙阳极消耗构成通过改善阳极质量可

3、降低阳极消耗的部分阴极阳极·炭电极电解使用后的阳极(残极）·异常残极第0章预焙阳极生产概述Introduction预焙阳极的主要作用是在铝电解过程中，将电流导入电解槽，并参与电化反应。生阳极（greenanode）··学生上课需要了解的内容生产工艺流程延迟石油焦粗碎中碎、筛分、磨粉、配料预热成型固体改质沥青电解残极、焙烧碎及生碎贮存粗碎煅烧沥青熔化液体沥青石油焦贮存混捏冷却及二次混捏焙烧成品图1-2生产工艺流程图1、阳极质量对铝电解生产的电流效率、直流电耗、产品质量和生产成本影响极大。通常对其如下指

4、标有要求：电阻率体积密度机械强度真密度杂质CO2反应性空气反应性热膨胀率2、通常预焙阳极生产的两大主要原料：石油焦煤沥青由于原料特性对阳极质量有致关影响，下面就此两种原料分别作介绍。第一章石油焦的性质石油焦是生产各种炭素制品的重要原料，石油焦是石油炼制工业的副产品。这种焦炭的特点灰分比较低(一般小于1%)，高温下容易石墨化(即由无定形碳转化为人造石墨比较容易)。石油焦是由石油炼制过程中产生的渣油经过焦化反应而得到的。通常分为三种不同类型：海绵状焦蜂窝状焦针状焦2、石油焦的质量指标用于炭素制品工业的石

5、油焦的主要质量指标为灰分含量、硫含量、挥发分含量及1300℃煅烧后的真比重四项，水分往往只作为参考指标。灰分含量灰分含量是石油焦的主要质量指标。灰分含量主要与原油的含盐量密切有关。一般情况下，原油采出后要先用各种方法脱盐，然后再送到炼油厂。碳素制品中的灰份，特别是其中的金属Na和Ca元素，在电解中起催化剂作用，增加了阳极的损耗。碳素制品中的灰份大部分为原料石油焦带进。因而，应严格控制原焦的灰份含量。生产一般炭素制品的石油焦，其中灰分含量应不大于0.5％。硫含量硫含量是石油焦的重要质量指标之一，硫主要

6、来自原油，石油焦含硫量直接与原油含硫量及硫的存在形式有关。石油焦中硫的存在形式通常可分为有机硫及无机硫两种。石油焦中的硫多数以有机硫形式存在，有机硫的形态尚未完全搞清，无机硫主要形成硫化铁，而硫酸盐的含量是很少的。高温煅烧有利于脱硫，如石油焦煅烧到1700℃，绝大部分硫可以除去。这主要是有机硫的大量分解排出，而硫化铁及硫酸盐需在石墨化的高温下才能分解挥发，但即使经过2300℃左右的高温，也不能将全部硫都除掉，这是因为有少量的有机硫形成热稳定性很高的杂环硫，这种稳定的杂环硫只有用各种还原剂处理才能除去

7、。对生产炭素制品而言，硫是一种有害元素。用含硫量过多的石油焦生产的制品在石墨化（如焙烧）过程中易产生“晶胀”现象，容易导致裂纹，焙烧中硫的大量逸出也会容易导致裂纹，而且这种含硫较高的制品中比电阻比较高，导致电解时电耗增加。由多硫焦生产的石墨电极在电炉炼钢过程中消耗较快，如果用于生产电解铝工业的阳极糊，则情况会好一些，但也会引起阳极棒与焙烧阳极之间的接触电阻升高，导电棒、集气罩受到硫化物的腐蚀，导致缩短使用寿命。但有一些研究认为，阳极中一定量硫份的增加，可以降低阳极的空气反应性和二氧化碳反应性。挥发分

8、含量Volatilematters石油焦的挥发分含量虽然对碳素制品的最终质量没有明显的影响，但对煅烧操作关系较大，挥发分含量的高低实际上是代表石油焦的焦化程度。釜式焦化的成焦温度较高，所以得到的石油焦挥发分一般只有3~7%，由延迟焦化得到的石油焦挥发分一般为10~18％，因为延迟焦化的温度只有500℃左右。挥发分含量大的石油焦不仅在煅烧时实收率低，而且对煅烧作业带来不少困难。真比重石油焦在1300℃温度下煅烧后的真比重的大小，可作为这种石油焦石墨化难易程度的象征。一般