CN107215855A - 一种加密阳极炭块的制作方法及其采用的设备 - Google Patents

一种加密阳极炭块的制作方法及其采用的设备 Download PDF

Info

Publication number
CN107215855A
CN107215855A CN201710471029.1A CN201710471029A CN107215855A CN 107215855 A CN107215855 A CN 107215855A CN 201710471029 A CN201710471029 A CN 201710471029A CN 107215855 A CN107215855 A CN 107215855A
Authority
CN
China
Prior art keywords
anode carbon
baked
carbon blocks
anode
carbon block
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710471029.1A
Other languages
English (en)
Inventor
李贺松
覃海棠
李文凯
周亮
肖新宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central South University
Original Assignee
Central South University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central South University filed Critical Central South University
Priority to CN201710471029.1A priority Critical patent/CN107215855A/zh
Publication of CN107215855A publication Critical patent/CN107215855A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/08—Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes
    • C25C3/12—Anodes
    • C25C3/125—Anodes based on carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/10—Solid density
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/32—Thermal properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/40—Electric properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80—Compositional purity

Abstract

本发明提供一种加密阳极炭块的制作方法，包括以下步骤：第一步：将预焙阳极炭块放入浸渍剂中进行浸渍；第二步：将经过浸渍的预焙阳极炭块进行加热处理，得到烟气以及热处理后的预焙阳极炭块；将烟气经过烟气净化装置处理后排出；第三步：将热处理后的预焙阳极炭块采用铝电解槽进行处理，得到加密阳极炭块。应用本发明的制作方法，步骤精简，且能获得增加阳极体积密度、降低阳极压降、延长阳极的使用寿命、能起到预热阳极的作用以及提高阳极炭块的综合性能的加密阳极炭块。本发明还公开一种上述制作方法采用的设备，包括高压浸渍罐、热处理炉、烟气净化装置以及铝电解槽，部件容易获得，能应用于原车间，大大降低设备投资成本。

Description

一种加密阳极炭块的制作方法及其采用的设备
技术领域
本发明涉及有色冶金技术领域，特别地，涉及一种铝电解用加密阳极炭块的制作方法及其采用的设备。
背景技术
预焙阳极生产是现代铝电解过程中的重要工序之一，其中预焙阳极炭块的质量优劣，不仅影响槽寿命，缩短大修周期，而且直接影响吨铝阳极消耗。特别是大容量电解槽对炭阳极质量的要求更严格。稳定、优质的预焙阳极炭块是大型电解槽正常生产、取得先进技术经济指标的重要保证，也是各电解铝厂强化电流、提高产能所必须解决的一个关键问题。
预焙阳极炭块使用石油焦为骨料，沥青为粘合剂，由于在焙烧过程中煤沥青一部分分解成气体逸出，另一部分焦化成沥青焦。生产的沥青焦的体积远远小于原料占有的体积，在产品内部形成许多不规则的并且孔径大小不等的微小气孔，使得预焙阳极炭块密度下降、阳极压降增大、阳极压降上升，机械强度减少、在一定温度下的氧化速度加快、耐腐蚀性也变坏、气体或液体更容易渗透，因此，开发一种加密阳极技术具有重要的意义。
预焙阳极预热对电解槽运行工况有着十分积极的影响，它可以有效降低阳极压降，缩短阳极全电流导通时间，增强电解槽稳定性，缓冲上槽的热振效应，降低电解槽热损失。目前现存的阳极预热方法预热温度较低(50℃-300℃)，能取得的预热效果很有限，所以，开发一种高预热温度的阳极预热技术十分必要。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种能增加阳极体积密度、降低阳极压降、延长阳极的使用寿命、能起到预热阳极的作用以及提高阳极炭块的综合性能的加密阳极炭块的制作方法，具体技术方案是：
一种加密阳极炭块的制作方法，包括以下步骤：
第一步：将预焙阳极炭块放入浸渍剂中进行浸渍；
第二步：将经过浸渍的预焙阳极炭块进行加热处理，得到烟气以及热处理后的预焙阳极炭块；将烟气经过烟气净化装置处理后排出；
第三步：将热处理后的预焙阳极炭块采用铝电解槽进行处理，得到加密阳极炭块。
以上技术方案中优选的，所述第一步具体是：将预焙阳极炭块放入高压浸渍罐中的浸渍剂进行浸渍，所述浸渍剂为煤沥青、煤焦油以及树脂中的至少一种；
或者是，所述浸渍剂为碳粉与煤沥青、煤焦油以及树脂中的至少一种进行混合形成的混合物。
以上技术方案中优选的，所述将预焙阳极炭块放入高压浸渍罐中的浸渍剂进行浸渍具体包括以下步骤：
步骤1.1、清理预焙阳极炭块的表面；
步骤1.2、将预焙阳极炭块置入高压浸渍罐，在280℃-330℃条件下预热18-24小时；然后关闭罐盖，抽真空，罐内负压为0.09-0.094Mpa；
步骤1.3、向高压浸渍罐中置入浸渍剂，加热至160℃-180℃；
步骤1.4、用压缩空气对浸渍剂液面进行加压，在1.55-1.6MPa的压力条件下加压3-5小时，高压浸渍罐内的温度为150℃-180℃，浸渍剂液面高于预焙阳极炭块的顶端10-20mm；
步骤1.5、加压完成后，将浸渍剂压回贮罐，放入冷却水冷却预焙阳极炭块。
以上技术方案中优选的，所述第二步中将经过浸渍的预焙阳极炭块进行加热处理具体是：将经过浸渍的预焙阳极炭块置入热处理炉中进行加热处理，加热过程具体包括第一加热阶段和第二加热阶段，第一加热阶段是通过35-42小时将温度由室温升高至245℃-255℃；第二加热阶段是通过78-85小时将温度由245℃-255℃升高至645℃-655℃。
以上技术方案中优选的，所述热处理炉为隧道窑、焙烧炉或感应加热炉；所述烟气净化装置用于将烟气中的有害气体转化为无害气体。
以上技术方案中优选的，所述第三步中采用铝电解槽进行处理具体是：利用铝电解槽内的高温环境对预焙阳极炭块进行加热，预焙阳极炭块上部分的温度达到600℃-700℃，其下部分的温度达到890℃-910℃。
应用本发明的技术方案，效果是：
1、本发明采用浸渍处理、加热处理以及铝电解槽处理的结合，提高了阳极体积密度不仅延长槽寿命、大修周期，而且直接降低吨铝炭阳极消耗，特别是能满足大容量电解槽对炭阳极质量的要求。密度增大、机械强度变高，使阳极在铝电解过程中消耗减慢、阳极空气氧化率、铝电解副反应和粉尘率减少，还会使阳极导电面积增大、电耗减小，同时也延长了阳极换极周期，减少了电解工人的工作量。
2、采取电解槽槽内焦化的方法，节约大量用于焦化浸渍剂的成本。
3、间接实现了阳极预热的目的，使阳极上槽(将热处理完的阳极放入电解槽中)温度达到600℃以上，有效降低阳极压降，缩短阳极全电流导通时间，增强电解槽稳定性，缓冲上槽的热振效应，降低电解槽热损失。
本发明的第二目的是公开一种上述制作方法所采用的设备，具体包括用于对预焙阳极炭块进行浸渍的高压浸渍罐、用于对预焙阳极炭块进行加热处理的热处理炉、用于对热处理炉排出的废气进行净化的烟气净化装置以及对预焙阳极炭块进行处理的铝电解槽；高压浸渍罐、热处理炉以及铝电解槽三者之间相互连接或者相互独立设置。
以上技术方案中优选的，所述热处理炉为隧道窑、焙烧炉或感应加热炉。
应用本发明的设备，部件容易获得，且能在原来车间的基础上即可添加，不需要重新开设车间，降低成本。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是实施例1中加密阳极炭块的制作方法素哦采用设备的连接关系示意图；
1、预焙阳极炭块，2、高压浸渍罐，3、浸渍剂，4、热处理炉，5、烟气净化装置，6、铝电解槽，7、加密阳极炭块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1：
一种加密阳极炭块的制作方法，其采用的设备如图1所示，具体是：包括用于对预焙阳极炭块进行浸渍的高压浸渍罐、用于对预焙阳极炭块进行加热处理的热处理炉、用于对热处理炉排出的废气进行净化的烟气净化装置以及对预焙阳极炭块进行处理的铝电解槽，所述高压浸渍罐、热处理炉以及铝电解槽三者之间相互独立设置。
制作方法具体包括以下步骤：
第一步：将预焙阳极炭块放入高压浸渍罐中的浸渍剂中进行浸渍，具体是：a、清理预焙阳极炭块的表面；b、将预焙阳极炭块置入高压浸渍罐，在300℃条件下预热20小时；然后关闭罐盖，抽真空，罐内负压为0.092Mpa；c、向高压浸渍罐中置入浸渍剂，加热至170℃；d、用压缩空气对浸渍剂液面进行加压，在1.58MPa的压力条件下加压4小时，高压浸渍罐内的温度为160℃，浸渍剂液面高于预焙阳极炭块的顶端15mm(使浸渍剂充分浸入到阳极气孔中)；e、加压完成后，将浸渍剂压回贮罐，放入冷却水冷却预焙阳极炭块，冷却过程中的烟气被冷却水吸收。
第二步：将经过浸渍的预焙阳极炭块进行加热处理，得到烟气以及热处理后的预焙阳极炭块；将烟气经过烟气净化装置处理后排出；具体是：将经过浸渍的预焙阳极炭块吊入热处理炉中进行加热处理，加热过程具体包括第一加热阶段和第二加热阶段，第一加热阶段是通过40小时将温度由25℃升高至250℃；第二加热阶段是通过80小时将温度由250℃升高至650℃。烟气净化装置用于将烟气中的有害气体发生氧化反应生成无害气体，得到无害的排放气进行排放(烟气中基本上是C、H轻质化合物，在烟气净化装置中经过与氧气混合燃烧后生成H2O和CO2；排放气中95％以上为H2O和CO2的混合气体)。
第三步：将热处理后的预焙阳极炭块采用铝电解槽进行处理，具体是：利用槽内的高温环境对预焙阳极炭块进行加热，预焙阳极炭块上部分的温度达到650℃，其下部分的温度(与电解槽中的电解质的温度一致)达到900℃；得到加密阳极炭块。
所述浸渍剂为煤沥青、煤焦油以及树脂中的至少一种；或者是，所述浸渍剂为碳粉与煤沥青、煤焦油以及树脂中的至少一种进行混合形成的混合物。
所述热处理炉为隧道窑、焙烧炉或感应加热炉。
将本实施例所得加密阳极炭块与现有技术中所得普通阳极炭块的性能比较见表2。
实施例2-4：
实施例2-4与实施例1的区别在于表1。
对比实施例1-2：
对比实施例1-2与实施例1的区别在于表1。
表1实施例1-4的参数统计表
实施例2-4所得的加密阳极炭块的性能详见表2。
表2实施例1-4、对比实施例1-2以及普通阳极炭块的理化指标对比表
由表1中可以看出：
本发明(如表2中实施例1-4)所得加密阳极炭块各项理化指标均优于普通预焙阳极炭块，最明显的是：电阻率较普通阳极低12μΩ.m左右，空气反应残留较普通阳极高10.51％，CO2反应残留高2.72％，体积密度高0.116g/cm3，空气渗透率降低了0.86nPm。加密阳极炭块较高的体积密度使沥青焦与石油焦的活性趋于一致，从而降低了选择性氧化的速度，降低了阳极炭块的电压降，延长了阳极使用周期。
通过实施例1-4与对比实施例1-2(参数选择过高或过低)比较可知，采用本发明的工艺参数的组合对本发明的加密阳极炭块的指标有重要的影响，因此，优选本发明所公开的相关参数。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种加密阳极炭块的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步：将预焙阳极炭块放入浸渍剂中进行浸渍；
第二步：将经过浸渍的预焙阳极炭块进行加热处理，得到烟气以及热处理后的预焙阳极炭块；将烟气经过烟气净化装置处理后排出；
第三步：将热处理后的预焙阳极炭块采用铝电解槽进行处理，得到加密阳极炭块。
2.根据权利要求1所述的加密阳极炭块的制作方法，其特征在于：所述第一步具体是：将预焙阳极炭块放入高压浸渍罐中的浸渍剂进行浸渍，所述浸渍剂为煤沥青、煤焦油以及树脂中的至少一种；
或者是，所述浸渍剂为碳粉与煤沥青、煤焦油以及树脂中的至少一种进行混合形成的混合物。
3.根据权利要求2所述的加密阳极炭块的制作方法，其特征在于：所述将预焙阳极炭块放入高压浸渍罐中的浸渍剂进行浸渍具体包括以下步骤：
步骤1.1、清理预焙阳极炭块的表面；
步骤1.2、将预焙阳极炭块置入高压浸渍罐，在280℃-330℃条件下预热18-24小时；然后关闭罐盖，抽真空，罐内负压为0.09-0.094Mpa；
步骤1.3、向高压浸渍罐中置入浸渍剂，加热至160℃-180℃；
步骤1.4、用压缩空气对浸渍剂液面进行加压，在1.55-1.6MPa的压力条件下加压3-5小时，高压浸渍罐内的温度为150℃-180℃，浸渍剂液面高于预焙阳极炭块的顶端10-20mm；
步骤1.5、加压完成后，将浸渍剂压回贮罐，放入冷却水冷却预焙阳极炭块。
4.根据权利要求1所述的加密阳极炭块的制作方法，其特征在于：所述第二步中将经过浸渍的预焙阳极炭块进行加热处理具体是：将经过浸渍的预焙阳极炭块置入热处理炉中进行加热处理，加热过程具体包括第一加热阶段和第二加热阶段，第一加热阶段是通过35-42小时将温度由室温升高至245℃-255℃；第二加热阶段是通过78-85小时将温度由245℃-255℃升高至645℃-655℃。
5.根据权利要求4所述的加密阳极炭块的制作方法，其特征在于：所述热处理炉为隧道窑、焙烧炉或感应加热炉；所述烟气净化装置用于将烟气中的有害气体转化为无害气体。
6.根据权利要求1所述的加密阳极炭块的制作方法，其特征在于：所述第三步中采用铝电解槽进行处理具体是：利用铝电解槽内的高温环境对预焙阳极炭块进行加热，预焙阳极炭块上部分的温度达到600℃-700℃，其下部分的温度达到890℃-910℃。
7.一种如权利要求1-6任意一项所述的加密阳极炭块的制作方法所采用的设备，其特征在于：包括用于对预焙阳极炭块进行浸渍的高压浸渍罐、用于对预焙阳极炭块进行加热处理的热处理炉、用于对热处理炉排出的废气进行净化的烟气净化装置以及对预焙阳极炭块进行处理的铝电解槽；
所述高压浸渍罐、热处理炉以及铝电解槽三者之间相互连接或者相互独立设置。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于：所述热处理炉为隧道窑、焙烧炉或感应加热炉。
CN201710471029.1A 2017-06-20 2017-06-20 一种加密阳极炭块的制作方法及其采用的设备 Pending CN107215855A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710471029.1A CN107215855A (zh) 2017-06-20 2017-06-20 一种加密阳极炭块的制作方法及其采用的设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710471029.1A CN107215855A (zh) 2017-06-20 2017-06-20 一种加密阳极炭块的制作方法及其采用的设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107215855A true CN107215855A (zh) 2017-09-29

Family

ID=59949978

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710471029.1A Pending CN107215855A (zh) 2017-06-20 2017-06-20 一种加密阳极炭块的制作方法及其采用的设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107215855A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109518230A (zh) * 2019-01-21 2019-03-26 中南大学 一种加密阳极炭块用浸渍剂及其制备方法
CN109706484A (zh) * 2019-01-24 2019-05-03 中南大学 一种浸渍***及浸渍方法
CN112376081A (zh) * 2020-11-12 2021-02-19 奉新赣锋锂业有限公司 一种熔盐电解金属锂用石墨阳极浸渍装置及其浸渍方法
CN113912421A (zh) * 2021-10-28 2022-01-11 湖南国发控股有限公司 一种柔性石墨浸渍剂配方及其制备与应用工艺
CN114031421A (zh) * 2021-10-28 2022-02-11 湖南国发控股有限公司 一种碳材料浸渍剂配方及其制备与应用工艺

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52119615A (en) * 1976-04-02 1977-10-07 Toyo Carbon Co Anode carbon blocks for aluminum electrolytic cells
CN101250724A (zh) * 2007-11-28 2008-08-27 温县东方炭素有限公司 一浸二焙阳极炭块的生产方法
CN103194771A (zh) * 2013-04-22 2013-07-10 中国矿业大学 一种提高铝用炭阳极抗氧化性的方法
CN104099640A (zh) * 2014-07-29 2014-10-15 长沙中大时代电子科技发展有限公司 一种铝电解槽阳极在线防氧化方法
CN106283117A (zh) * 2016-08-08 2017-01-04 广西强强碳素股份有限公司 一种电解铝用阳极炭块的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52119615A (en) * 1976-04-02 1977-10-07 Toyo Carbon Co Anode carbon blocks for aluminum electrolytic cells
CN101250724A (zh) * 2007-11-28 2008-08-27 温县东方炭素有限公司 一浸二焙阳极炭块的生产方法
CN103194771A (zh) * 2013-04-22 2013-07-10 中国矿业大学 一种提高铝用炭阳极抗氧化性的方法
CN104099640A (zh) * 2014-07-29 2014-10-15 长沙中大时代电子科技发展有限公司 一种铝电解槽阳极在线防氧化方法
CN106283117A (zh) * 2016-08-08 2017-01-04 广西强强碳素股份有限公司 一种电解铝用阳极炭块的制备方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109518230A (zh) * 2019-01-21 2019-03-26 中南大学 一种加密阳极炭块用浸渍剂及其制备方法
CN109706484A (zh) * 2019-01-24 2019-05-03 中南大学 一种浸渍***及浸渍方法
CN112376081A (zh) * 2020-11-12 2021-02-19 奉新赣锋锂业有限公司 一种熔盐电解金属锂用石墨阳极浸渍装置及其浸渍方法
CN113912421A (zh) * 2021-10-28 2022-01-11 湖南国发控股有限公司 一种柔性石墨浸渍剂配方及其制备与应用工艺
CN114031421A (zh) * 2021-10-28 2022-02-11 湖南国发控股有限公司 一种碳材料浸渍剂配方及其制备与应用工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107215855A (zh) 一种加密阳极炭块的制作方法及其采用的设备
CN100580146C (zh) 一浸二焙阳极炭块的生产方法
JP5658806B2 (ja) チタン含有材料を用いて金属チタンを製造する方法
CN103290430B (zh) 一种电解铝用阳极钢爪保护环的制备方法
CN110791780B (zh) 一种利用铝电解废旧阴极炭块制备预焙阳极的方法
CN101979684B (zh) 一种从热镀锌灰中回收锌的工艺
CN103449401B (zh) 一种高石墨质冷捣糊的制备方法
CN103484896A (zh) 一种电解铝用低成本碳素阳极及其制备方法
CN105112938B (zh) 一种铝电解槽废炭料中挥发脱氟的方法
CN100494507C (zh) 高体密半石墨质阴极炭块及其生产方法
CN109778236A (zh) 一种电解铝用预焙阳极
CN102515800B (zh) 一种微孔石墨碳化硅砖
CN109133620A (zh) 利用电解槽废渣生产玻璃制品的方法
CN104341154A (zh) 一种电解用阴极石墨材料
CN104099634B (zh) 氮化钒的制备方法
CN103936333B (zh) 一种铝电解阴极焙烧及启动过程用高温抗氧化涂层及其制备方法
CN108863369A (zh) 一种环保型石墨化制品及其生产方法
CN109518230A (zh) 一种加密阳极炭块用浸渍剂及其制备方法
CN106283117B (zh) 一种电解铝用阳极炭块的制备方法
CN100480431C (zh) 石墨化阴极生产工艺
CN101694003A (zh) 一种硬质石墨化阴极炭块的组分及其制造方法
CN103266332B (zh) 一种用含镁添加剂的改性预焙炭阳极制备方法
CN202072779U (zh) 铝电解槽的火眼集气装置
CN102290141A (zh) 一种用废碳阳极生块、生产密闭糊的方法
CN101985760B (zh) 一种石墨化阳极的组分及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170929