預焙陽極是鋁電解生產的最主要的消耗材料,其質量直接影響電解生產的陽極消耗、電流效率、電能消耗和產品等級等經濟指標。高質量的陽極可以降低陽極消耗,同時提高生產的穩定性。因此,制造高質量的陽極就成為炭素分廠的主要目的。制造高質量的陽極包括從原料選擇、石油焦煅燒、生塊成型、生塊焙燒全過程控制。
1 陽極消耗
眾所周知,在鋁電解生產過程中,陽極炭塊不僅承擔著導電作用,而且還參與電化學反應,陽極炭塊質量的好壞,直接影響到鋁電解的正常生產操作、陽極的消耗、原鋁的質量和電流效率等技術經濟指標[1]。
1.1 理論消耗
鋁電解過程的(電)化學反應方程可以表示為如下兩種形式:
式中: N為CO2的體積百分比
當氣體中CO2: CO 分別為70:30、75:25或80:20(94%的電流效率)時,陽極的理論消耗分別為:393、381、370kg/t-Al,因此炭陽極的理論消耗為370~400 kg/t-Al。
1.2 凈 耗
指含空氣、二氧化碳氧化及掉渣的過消耗部分,而不含殘極的實際消耗量。在正常生產中,空氣氧化、掉渣率約為5~10%,所以炭陽極的凈耗可以表示為:凈耗=理論消耗+15~40 kg/t-Al≈410~430kg/t-Al。
1.3 總(毛)耗
包含殘極在內的所有實際消耗,即換極消耗。一般電解生產的殘極率(高150~180mm)≈25~30%,陽極總消耗約為450~550 kg/t-Al
1.4 陽極消耗速度
指電解生產中陽極每天消耗的高度,表示單位為cm/d。它是一個與鋁產量、陽極質量都有關系的物理量,具體可表示如下式:
式中Wc為陽極凈耗,它與陽極的抗氧化性能有關;dk為陽極炭塊的體積密度,是與陽極生產工藝技術有直接關系的物理量;I陽為陽極電流密度。
2 陽極生產過程管理
預焙陽極是鋁電解槽的心臟,其質量的好壞直接影響電解槽的電流效率、電解鋁產能成本等。陽極質量的優劣與原料、陽極生產過程有著直接關系。不僅要抓好原材料質量管理外,還要抓好煅后焦、陽極成型,特別是焙燒工藝的管理。
2.1 提高原材料質量
2.
聲明:
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我是此專利(論文)的發明人(作者)