CN101781777A - 一种铝电解预焙阳极钢爪保护的方法 - Google Patents

一种铝电解预焙阳极钢爪保护的方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种铝电解预焙阳极钢爪保护的方法。根据阳极钢爪的使用环境和条件，采用物理方法或化学方法使分子或离子聚集成胶体离子等手段，研究出一种粘接性强、耐高温、能抗电解质侵蚀的低成本阳极钢爪陶瓷涂层材料，陶瓷涂层材料的原料配方重量百分比为：SnO2 80～95％，Sb2O3 0.5～5.5％，CuO 0.5～5.5％，ZrO2 0.5～5.5％，Fe2O3 0.5～5.5％，ZnO 0.3～6.5％，Al2O3 0.3～6.5％，TiO2 0.2～5.5％，AgO 0.2～5.5％，1～5％的分散剂。本发明的SnO2陶瓷涂层具有较好的抗融盐腐蚀性能和导电性能，能满足作为钢爪涂层材料的条件。减少了大量的烟气，降低了污染环境，并且每年减少CO2气体3600多吨，改善和提高了铝电解企业的生产环境。

Description

一种铝电解预焙阳极钢爪保护的方法
技术领域
本发明涉及一种铝电解预焙阳极钢爪保护的方法。
背景技术
炭素阳极在铝电解槽生产过程中起着十分重要的作用，它作为导体将直流电导入电解槽，并参与阳极反应过程，随着电解过程中的不断消耗，炭耗是电解生产过程中一项重要的技术经济指标。在电解生产过程中，为了防止阳极钢爪被电解质冲刷和侵蚀，要对阳极钢爪采取保护措施。
目前国内外铝电解企业使用的阳极钢爪保护方法普遍采用阳极保护环(由一对固定成型的半圆环体的炭素材料组合而成，在阳极的每一个钢爪上安装一个保护环)作为钢爪的保护装置。如图1所示。虽然这种方法简单、实效，但是在铝电解生产过程中保护炭环本身也要被电解质侵蚀和冲刷掉，并遭受氧化和换极作业的影响，是以牺牲炭素保护环的方式来达到保护钢爪的目的，属于一次消耗品。每年要产生大量的CO2温室气体。
发明内容
本发明的目的是提供一种铝电解预焙阳极钢爪保护的方法。能抗电解质侵蚀、低成本，能适应铝电解的生产要求，符合国内铝电解企业打造绿色循环经济、实现低碳经济。
本发明根据阳极钢爪的使用环境和条件，采用物理方法或化学方法使分子或离子聚集成胶体离子等手段，开发和研究出一种粘接性强、耐高温、能抗电解质侵蚀的低成本阳极钢爪陶瓷涂层材料，取代原来的阳极钢爪保护环，很好解决了这一行业技术问题。
本发明的陶瓷涂层材料的原料配方重量百分比为：SnO2 80～95％，Sb2O3 0.5～5.5％，CuO 0.5～5.5％，ZrO2 0.5～5.5％，Fe2O3 0.5～5.5％，ZnO 0.3～6.5％，Al2O3 0.3～6.5％，TiO2 0.2～5.5％，AgO 0.2～5.5％，1～5％的分散剂。
制备方法：
1、以四氯化锡(SnCl4·5H2O)为基体原料，以水为溶剂，将四氯化锡溶于水中，配制成0.3～0.8mol·L-1的SnO2溶胶；
2、将Sb2O3 0.5～5.5％，CuO 0.5～5.5％，ZrO2 0.5～5.5％，Fe2O3 0.5～5.5％，ZnO 0.3～6.5％，Al2O3 0.3～6.5％，TiO2 0.2～5.5％，AgO 0.2～5.5％，其中的一种或多种金属水溶性化合物加入SnO2溶胶，采用NaOH或氨水溶液、盐酸作为溶液pH调节剂，将溶液pH值控制在7.0～9.0之间，加入适量的环氧树脂和铝溶胶作为粘结剂，使所得物质为粘稠状；
3、加入0～5％的柠檬三酸铵、聚乙烯醇或聚丙烯酸胺中的一种或二种为分散剂；
4、将所得溶胶涂覆于钢爪，经固化、干燥，即得到厚度为0.3～0.8mm的SnO2耐腐蚀抗氧化钢爪涂层。
1、本发明的SnO2陶瓷涂层具有较好的抗融盐腐蚀性能和导电性能，能满足作为钢爪涂层材料的条件。本发明技术先进，性能可靠，属国内外首创。符合铝电解企业打造绿色循环经济、实现低碳经济。
2、本发明取消原来的阳极保护环，对于年产30万吨原铝的电解企业而言，每年可减少1000t左右的阳极保护环。
3、本发明减少了大量的烟气，降低了污染环境，并且每年减少CO2气体3600多吨，改善和提高了铝电解企业的生产环境。
4、配制好胶体材料后，采用涂刷的方式就可以完成施工等工作，施工方便。
附图说明
图1是现有技术中采用阳极保护环的阳极钢爪示意图。
图2是本发明的采用涂层的阳极钢爪示意图。
图中，1-阳极导杆，2-阳极保护环，3-阳极炭块，4-钢爪保护涂层，5-钢爪。
具体实施方式
实施例1：
陶瓷涂层材料的原料配方重量百分比为：SnO2溶胶80％，Sb2O3 2.0％，CuO 2.0％，ZrO2 3.0％，Fe2O3 3.0％，ZnO 3.0％，Al2O3 3.0％，TiO2 1.5％，AgO 1.5％，1％的分散剂。
制备方法：
1、以四氯化锡(SnCl4·5H2O)为基体原料，以水为溶剂，将四氯化锡溶于水中，配制成0.3mol·L-1的SnO2溶胶；
2、按Sb2O3 2.0％，CuO 2.0％，ZrO2 3.0％，Fe2O3 3.0％，ZnO 3.0％，Al2O3 3.0％，TiO2 1.5％，AgO 1.5％的配方比例，将多种金属水溶性化合物加入SnO2溶胶，采用NaOH或氨水溶液、盐酸作为pH调节剂将溶液pH值调节在7～9之间，加入适量的环氧树脂和铝溶胶作为粘结剂，使溶液成粘稠状。
3、在步骤2所得中溶液中加入1％的柠檬三酸铵为分散剂。
4、将步骤3所得溶胶涂覆于钢爪，经固化、干燥，即得厚度为0.3～0.8mm的SnO2耐腐蚀抗氧化钢爪涂层。
实施例2：
陶瓷涂层材料的原料配方重量百分比为：SnO2溶胶90％，Sb2O3 1.0％，CuO 1.0％，ZrO2 1.5％，Fe2O3 1.5％，ZnO 1.5％，Al2O3 1.0％，TiO2 0.5％，AgO 0.5％，1.5％的分散剂。
制备方法：
1、以四氯化锡(SnCl4·5H2O)为基体原料，以水为溶剂，将四氯化锡溶于水中，配制成0.3mol·L-1的SnO2溶胶；
2、按Sb2O3 1.0％，CuO 1.0％，ZrO2 1.5％，Fe2O3 1.5％，ZnO 1.5％，Al2O3 1.0％，TiO2 0.5％，AgO 0.5％的配方比例，将多种金属水溶性化合物加入SnO2溶胶，采用NaOH或氨水溶液、盐酸作为pH调节剂将溶液pH值调节在7.0～9.0之间，加入适量环氧树脂和铝溶胶作为粘结剂，使溶液成粘稠状。
3、在步骤2所得中溶液中加入1.5％的聚乙烯醇作为分散剂。
4、将步骤3所得溶胶涂覆于钢爪，经固化、干燥，即得厚度为0.3～0.8mm的SnO2耐腐蚀抗氧化钢爪涂层。
实施例3：
陶瓷涂层材料的原料配方重量百分比为：SnO2溶胶95％，Sb2O3 0.5％，CuO 0.5％，ZrO2 0.5％，Fe2O3 0.5％，ZnO 0.3％，Al2O3 0.3％，TiO2 0.2％，AgO 0.2％，2％的分散剂。
制备方法：
1、以四氯化锡(SnCl4·5H2O)为基体原料，以水为溶剂，将四氯化锡溶于水中，配制成0.3mol·L-1的SnO2溶胶；
2、按Sb2O3 0.5％，CuO 0.5％，ZrO2 0.5％，Fe2O3 0.5％，ZnO 0.3％，Al2O3 0.3％，TiO2 0.2％，AgO 0.2％配方比例，将多种金属水溶性化合物加入SnO2溶胶，采用NaOH或氨水溶液、盐酸作为pH调节剂，将溶液pH值调节在7.0～9.0之间，加入适量的环氧树脂和铝溶胶作为粘结剂，使溶液成粘稠状。
3、在步骤2所得溶液中加入2.0％的聚丙烯酸胺作为分散剂。
4、将步骤3所得溶胶涂覆于钢爪，经固化、干燥，即得到厚度为0.3～0.8mm的SnO2，耐腐蚀抗氧化钢爪涂层。

Claims (1)

1.一种铝电解预焙阳极钢爪保护的方法，其特征在于按以下进行：
1)以四氯化锡为基体原料，以水为溶剂，将四氯化锡溶于水中，配制成0.3～0.8mol·L-1的SnO2溶胶；
2)将SnO2 80～95％，Sb2O3 0.5～5.5％，CuO 0.5～5.5％，ZrO2 0.5～5.5％，Fe2O3 0.5～5.5％，ZnO 0.3～6.5％，Al2O3 0.3～6.5％，TiO2 0.2～5.5％，AgO 0.2～5.5％，其中的一种或多种金属水溶性化合物加入SnO2溶胶，用NaOH或氨水溶液及盐酸作为溶液pH调节剂，将溶液pH值控制在7.0～9.0之间，加入适量的环氧树脂和铝溶胶作为粘结剂，使所得物质为粘稠状；
3)加入1～5％的柠檬三酸铵、聚乙烯醇或聚丙烯酸胺中的一种或二种作为分散剂；
4)将所得溶胶涂覆于钢爪，经固化、干燥，即得到厚度为0.3～0.8mm的SnO2耐腐蚀抗氧化钢爪涂层。
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