用工业级含铝添加剂的改性预焙炭阳极制备方法.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103255439 A (43)申请公布日 2013.08.21 CN 103255439 A *CN103255439A* (21)申请号 201310197481.5 (22)申请日 2013.05.24 C25C 3/12(2006.01) C04B 35/66(2006.01) (71)申请人 贵州师范大学 地址 550014 贵州省贵阳市白云区白云北路 397 号 (72)发明人 刘卫 张念炳 柏登成 黎志英 梁寿喜 吴叶凌 周军 (74)专利代理机构 贵阳中新专利商标事务所 52100 代理人 刘楠 (54) 发明名称 用工业级含铝添加剂的改性预焙炭阳极制

2、备 方法 (57) 摘要 本发明公开了一种用工业级含铝添加剂的改 性预焙炭阳极制备方法， 它是以工业级 Al2O3或 Al(OH)3为添加剂 （含量是 0.2 2.5%） ， 与作为炭 阳极骨料的煅后焦均匀混合进行混捏， 同时加入 沥青， 加入成型机压制成型， 制成改性预焙炭阳极 生块， 再置于焙烧炉中焙烧后制备成改性预焙炭 阳极。 本发明改善了炭阳极的抗氧化性， 降低了在 电解过程中的炭耗、 减少了电解过程中氧化铝的 添加量， 稳定了电解操作。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页

3、(10)申请公布号 CN 103255439 A CN 103255439 A *CN103255439A* 1/1 页 2 1. 一种用工业级含铝添加剂的改性预焙炭阳极制备方法， 其特征在于 ： 以工业级 Al2O3或 Al(OH)3为添加剂， 与作为炭阳极骨料的煅后焦均匀混合， 焙烧后制备成改性预焙 炭阳极。 2. 根据权利要求 1 所述的用工业级含铝添加剂的改性预焙炭阳极制备方法， 其特征在 于该方法还包括如下步骤 ： 1） 将添加剂原料与炭阳极骨料混合并预热， 预热温度为 150 165 ； 2） 将添加剂与炭阳极骨料的混合料进行混捏， 同时加入沥青， 其中混料温度为 160 180，

4、 混捏时间为 10 30 分钟 ； 3） 将混料加入成型机压制成型， 制成改性预焙炭阳极生块 ； 4） 将上一步骤得到的改性预焙阳极生块置于焙烧炉中焙烧， 焙烧工艺参数如下 ： 升温 速率 15 /h， 最高样品温度 1050， 气体温度 1150， 保温时间 8h， 样品缓慢冷却。 3. 根据权利要求 1 所述的用工业级含铝添加剂的改性预焙炭阳极制备方法， 其特征在 于 ： 所述添加剂在混合料中的重量百分比含量是0.22.5%， 其中Al2O3配料量为225Kg/ 吨阳极， 或 Al(OH)3配料量为 3.06 38.25Kg/ 吨阳极。 权 利 要 求 书 CN 103255439 A 2

5、 1/3 页 3 用工业级含铝添加剂的改性预焙炭阳极制备方法 技术领域 0001 本发明涉及有色金属冶金中的铝电解， 特别是涉及一种预焙铝电解生产中的炭 阳极的制备方法。 背景技术 0002 炭阳极作为电解槽最主要的组成部分， 不仅作为导电电极把电流导入电解槽的炉 膛， 而且还要参与氧化铝电解的电化学过程。 在电解铝生产中， 炭阳极质量差异最有效的衡 量标准是在电解生产中的使用中性能， 炭阳极质量的好坏严重地影响到铝电解生产操作、 电解槽的电流效率和阳极消耗， 因此优质炭阳极是现代大电流电解槽最佳运行的前提。电 解铝过程中炭阳极的消耗由电化学消耗和过量消耗组成， 过量消耗包括炭阳极空气反应消

6、耗、 炭阳极与 CO2的布多尔反应消耗、 铝电解副反应消耗及部分掉渣等。在炭阳极质量因素 中， 炭阳极的抗氧化能力即空气反应性和二氧化碳反应性对炭阳极质量的影响较大。 发明内容 0003 本发明的目的是提供一种用工业级含铝添加剂的改性预焙炭阳极制备方法以改 善炭阳极的抗氧化性， 并降低阳极使用炭耗。 0004 本发明的这种用工业级含铝添加剂的改性预焙炭阳极制备方法， 是以工业级Al2O3 或 Al(OH)3为添加剂 （即铝电解用氧化铝粉） ， 与作为炭阳极骨料的煅后焦均匀混合， 焙烧后 制备成改性预焙炭阳极。其中， 该方法还包括如下步骤 ： 1） 将添加剂原料与炭阳极骨料混合并预热， 预热温度

7、为 150 165 ； 2） 将添加剂与炭阳极骨料的混合料进行混捏， 同时加入沥青， 其中混料温度为 160 180， 混捏时间为 10 30 分钟 ； 3） 将混料加入成型机压制成型， 制成改性预焙炭阳极生块 ； 4） 将上一步骤得到的改性预焙阳极生块置于焙烧炉中焙烧， 焙烧工艺参数如下 ： 升温 速率 15 /h， 最高样品温度 1050， 气体温度 1150， 保温时间 8h， 样品缓慢冷却。 0005 进一步的， 前述的添加剂在混合料中的重量百分比含量是 0.2 2.5%， 其中 Al2O3 配料量为 2 25Kg/ 吨阳极， 或 Al(OH)3配料量为 3.06 38.25Kg/ 吨

8、阳极。 0006 本发明的优点为 ： 改性预焙阳极的抗氧化性能好， 可降低炭耗 12 Kg/ 吨阳极左 右。添加剂成本低， 所用的工业级 Al2O3或 Al(OH)3既是炭阳极的改性添加剂， 同时也是电 解铝的原料， 故未加入额外的杂质元素， 对电解过程无不良影响。添加剂的适用范围广， 不 受槽型的限制， 对现有工艺改动较小， 与现有工艺兼容性较好， 具有广泛的推广应用前景。 具体实施方式 0007 下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。 0008 本发明的一个实施例如下 ： 1、 添加剂配方计算 说 明 书 CN 103255439 A 3 2/3 页 4 以制备改性预焙阳极中添加剂含量按

9、 1.0%（重量百分比）计算为例， 则 ： 添 加 的 工 业 级 Al2O3配 料 量 10Kg/ 吨 阳 极，或 工 业 级 Al(OH)3配 料 量 15.3Kg/ 吨 阳 极。 同 样 的 计 算 方 法， 若 制 备 的 改 性 预 焙 阳 极 中 的 添 加 剂 含 量 按 0.2%、 0.5%、 1.5%、 2.0%、 2.5%（重 量 百 分 比）计 算，则 所 需 的 添 加 剂 量 列 于 表 1。 0009 2、 改性预焙炭阳极制备方法 将添加剂原料与炭阳极骨料混合并预热， 预热温度 ： 150 165 ； 将添加剂与炭阳极骨料的混合料进行混捏， 同时加入沥青， 混料温度

10、 ： 160 180 ； 混捏时间 ： 10 30 分钟 ； 将混料加入成型机压制成型， 制成改性预焙炭阳极生块 ； 将改性预焙阳极生块置于焙烧炉中焙烧， 焙烧工艺参数如下 ： 升温速率 15 /h， 最 高样品温度 1050， 气体温度 1150， 保温时间 8h， 样品缓慢冷却。 0010 3、 改性预焙炭阳极性能指标 表 2 是本发明的改性预焙炭阳极反应性的性能指标， 并与相同配方 （未加添加剂） 的炭 阳极进行了比较。结果表明 ： 改性炭阳极在 CO2中反应残余率增加 3.02 5.83%， 在空气中 反应残余率增加 1.14 4.98%， 炭耗可降低 6.46 35.61Kg/ 吨阳极。 0011 当然， 以上只是发明的具体应用范例， 本发明还有其他的实施方式， 凡采用等同替 说 明 书 CN 103255439 A 4 3/3 页 5 换或等效变换形成的技术方案， 均落在本发明所要求的保护范围之内。 说 明 书 CN 103255439 A 5