一種電解槽用複合防滲磚的製作方法

2023-06-04 11:21:01

本發明屬於耐火材料技術領域，具體涉及一種電解槽用複合防滲磚。

背景技術：

金屬鋁一般採用冰晶石—氧化鋁熔鹽電解法生產,其主要設備是鋁電解槽，其內襯由碳磚、耐火磚和保溫磚等材料砌築。在電解鋁生產過程中，槽襯受到冰晶石侵蝕、Na與NaF的蒸汽與鋁液體通過碳磚磚縫向側壁耐火磚、保溫磚滲透，通過槽底碳質陰極滲入到隔熱層，致使鋁電解槽壽命降低,為此開發了槽底用乾式防滲料。但是，傳統的乾式防滲料防滲不防漏，在電解槽長期惡劣工作條件下，會逐漸被冰晶石所消耗，最終導致槽底發熱，嚴重的會形成漏槽。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種電解槽用複合防滲磚，抗腐蝕性強，滲透性差，有效避免槽滲槽漏。

本發明的技術方案具體為：

一種電解槽用複合防滲磚，包括以下重量份的組分：焦寶石40-70份、焦寶石生粉20-30份、鉀長石3-8份、水13-16份、活性添加劑6-32份，所述的活性添加劑為氧化鉀、氧化鈉、氧化鈣和氧化鎂中的至少兩種。

所述活性添加劑為：氧化鉀3-8份、氧化鈉3-8份，或者為氧化鈣3-8份、氧化鎂3-8份，或者為氧化鉀3-8份、氧化鈣3-8份，或者為氧化鉀3-8份、氧化鎂3-8份，或者為氧化鈉3-8份、氧化鈣3-8份，或者為氧化鈉3-8份、氧化鎂3-8份。

所述活性添加劑為：氧化鉀3-8份、氧化鈉3-8份、氧化鈣3-8份，或者為氧化鉀3-8份、氧化鈉3-8份、氧化鎂3-8份，或者為氧化鉀3-8份、氧化鈣3-8份、氧化鎂3-8份，或者為氧化鈉3-8份、氧化鈣3-8份、氧化鎂3-8份。

所述活性添加劑為：氧化鉀3-8份、氧化鈉3-8份、氧化鈣3-8份、氧化鎂3-8份。

所述焦寶石粒度小於3mm，焦寶石生粉粒度為200目，鉀長石粒度為200目，活性添加劑粒度為200目。

一種製備電解槽用複合防滲磚的方法，包括以下步驟：

a.按比例稱取原材料，將原材料輸送到混合攪拌機，混合均勻後送至存料倉；

b.將存料倉中混合好的原材料輸送至壓磚機內成型，壓磚機的壓力為70-90噸；

c.將壓製成型的磚在300℃-900℃烘乾，烘乾時間為24-30小時；

d.成品揀選，檢驗合格入庫。

所述步驟b中壓磚機的壓力為80噸。

與現有技術相比，本發明選取氧化鉀、氧化鈉、氧化鈣和氧化鎂中的至少兩種作為活性添加劑，得到的產品體積密度大，顯氣孔率低，參照ISO20292:2009標準，對得到的產品進行取樣，檢測抗熔融冰晶石腐蝕性能，檢測結果：滲透區域反應面積≤7cm2，滲透深度≤3mm，滿足電解槽用防滲磚的性能指標，表明在配方中添加該種活性添加劑能夠有效改善磚的防滲防漏性能，從而解決電解槽槽底的漏槽問題，提高電解槽的使用壽命。

具體實施方式

實施例1

一種電解槽用複合防滲磚，包括以下重量份的組分：焦寶石40份、焦寶石生粉20份、鉀長石3份、水13份、活性添加劑6份。活性添加劑為氧化鉀和氧化鈉，其中氧化鉀3份、氧化鈉3份。

焦寶石粒度小於3mm，焦寶石生粉粒度為200目，鉀長石粒度為200目，氧化鉀和氧化鈉粒度均為200目。

一種製備電解槽用複合防滲磚的方法，包括以下步驟：

a.按比例稱取原材料，將原材料輸送到混合攪拌機，混合均勻後送至存料倉；

b.將存料倉中混合好的原材料輸送至壓磚機內成型，壓磚機的壓力為70噸；

c.將壓製成型的磚在300℃烘乾，烘乾時間為24小時；

d.成品揀選，檢驗合格入庫。

實施例2

一種電解槽用複合防滲磚，包括以下重量份的組分：焦寶石45份、焦寶石生粉25份、鉀長石5份、水14份、活性添加劑16份。活性添加劑為氧化鉀和氧化鈉，其中，氧化鉀8份、氧化鈉8份。

焦寶石粒度小於3mm，焦寶石生粉粒度為200目，鉀長石粒度為200目，氧化鉀和氧化鈉粒度均為200目。

一種製備電解槽用複合防滲磚的方法，包括以下步驟：

a.按比例稱取原材料，將原材料輸送到混合攪拌機，混合均勻後送至存料倉；

b.將存料倉中混合好的原材料輸送至壓磚機內成型，壓磚機的壓力為80噸；

c.將壓製成型的磚在400℃烘乾，烘乾時間為26小時；

d.成品揀選，檢驗合格入庫。

實施例3

一種電解槽用複合防滲磚，包括以下重量份的組分：焦寶石50份、焦寶石生粉30份、鉀長石8份、水15份、活性添加劑11份。活性添加劑為氧化鉀和氧化鈣，其中，氧化鉀3份、氧化鈣8份。

焦寶石粒度小於3mm，焦寶石生粉粒度為200目，鉀長石粒度為200目，氧化鉀和氧化鈣粒度均為200目。

一種製備電解槽用複合防滲磚的方法，包括以下步驟：

a.按比例稱取原材料，將原材料輸送到混合攪拌機，混合均勻後送至存料倉；

b.將存料倉中混合好的原材料輸送至壓磚機內成型，壓磚機的壓力為90噸；

c.將壓製成型的磚在500℃烘乾，烘乾時間為28小時；

d.成品揀選，檢驗合格入庫。

實施例4

一種電解槽用複合防滲磚，包括以下重量份的組分：焦寶石55份、焦寶石生粉22份、鉀長石4份、水16份、活性添加劑11份。所述的活性添加劑為氧化鉀和氧化鈣，其中，氧化鉀8份，氧化鈣3份。

焦寶石粒度小於3mm，焦寶石生粉粒度為200目，鉀長石粒度為200目，氧化鉀和氧化鈣粒度均為200目。

一種製備電解槽用複合防滲磚的方法，包括以下步驟：

a.按比例稱取原材料，將原材料輸送到混合攪拌機，混合均勻後送至存料倉；

b.將存料倉中混合好的原材料輸送至壓磚機內成型，壓磚機的壓力為80噸；

c.將壓製成型的磚在600℃烘乾，烘乾時間為30小時；

d.成品揀選，檢驗合格入庫。

實施例5

一種電解槽用複合防滲磚，包括以下重量份的組分：焦寶石60份、焦寶石生粉24份、鉀長石5份、水14份、活性添加劑6份。所述的活性添加劑為氧化鉀和氧化鎂，其中，氧化鉀3份，氧化鎂3份。

焦寶石粒度小於3mm，焦寶石生粉粒度為200目，鉀長石粒度為200目，氧化鉀和氧化鎂粒度均為200目。

一種製備電解槽用複合防滲磚的方法，包括以下步驟：

a.按比例稱取原材料，將原材料輸送到混合攪拌機，混合均勻後送至存料倉；

b.將存料倉中混合好的原材料輸送至壓磚機內成型，壓磚機的壓力為80噸；

c.將壓製成型的磚在700℃烘乾，烘乾時間為25小時；

d.成品揀選，檢驗合格入庫。

實施例6

一種電解槽用複合防滲磚，包括以下重量份的組分：焦寶石50份、焦寶石生粉27份、鉀長石6份、水14份、活性添加劑16份。所述的活性添加劑為氧化鉀和氧化鎂，其中，氧化鉀8份，氧化鎂8份。

焦寶石粒度小於3mm，焦寶石生粉粒度為200目，鉀長石粒度為200目，氧化鉀和氧化鎂粒度均為200目。

一種製備電解槽用複合防滲磚的方法，包括以下步驟：

a.按比例稱取原材料，將原材料輸送到混合攪拌機，混合均勻後送至存料倉；

b.將存料倉中混合好的原材料輸送至壓磚機內成型，壓磚機的壓力為80噸；

c.將壓製成型的磚在800℃烘乾，烘乾時間為27小時；

d.成品揀選，檢驗合格入庫。

實施例7

一種電解槽用複合防滲磚，包括以下重量份的組分：焦寶石65份、焦寶石生粉30份、鉀長石6份、水16份、活性添加劑9份。所述的活性添加劑為氧化鉀、氧化鈉和氧化鈣，其中，氧化鉀3份，氧化鈉3份、氧化鈣3份。

焦寶石粒度小於3mm，焦寶石生粉粒度為200目，鉀長石粒度為200目，氧化鉀、氧化鈉和氧化鈣粒度均為200目。

一種製備電解槽用複合防滲磚的方法，包括以下步驟：

a.按比例稱取原材料，將原材料輸送到混合攪拌機，混合均勻後送至存料倉；

b.將存料倉中混合好的原材料輸送至壓磚機內成型，壓磚機的壓力為80噸；

c.將壓製成型的磚在900℃烘乾，烘乾時間為28小時；

d.成品揀選，檢驗合格入庫。

實施例8

一種電解槽用複合防滲磚，包括以下重量份的組分：焦寶石70份、焦寶石生粉25份、鉀長石8份、水15份、活性添加劑24份。所述的活性添加劑為氧化鉀、氧化鈉和氧化鈣，其中，氧化鉀8份，氧化鈉8份、氧化鈣8份。

焦寶石粒度小於3mm，焦寶石生粉粒度為200目，鉀長石粒度為200目，氧化鉀、氧化鈉和氧化鈣粒度均為200目。

一種製備電解槽用複合防滲磚的方法，包括以下步驟：

a.按比例稱取原材料，將原材料輸送到混合攪拌機，混合均勻後送至存料倉；

b.將存料倉中混合好的原材料輸送至壓磚機內成型，壓磚機的壓力為90噸；

c.將壓製成型的磚在800℃烘乾，烘乾時間為30小時；

d.成品揀選，檢驗合格入庫。

實施例9

一種電解槽用複合防滲磚，包括以下重量份的組分：焦寶石45份、焦寶石生粉20份、鉀長石3份、水13份、活性添加劑12份。所述的活性添加劑為氧化鉀、氧化鈉、氧化鈣和氧化鎂，其中，氧化鉀3份、氧化鈉3份、氧化鈣3份、氧化鎂3份。

所述焦寶石粒度小於3mm，焦寶石生粉粒度為200目，鉀長石粒度為200目，活性添加劑粒度為200目。

一種製備電解槽用複合防滲磚的方法，包括以下步驟：

a.按比例稱取原材料，將原材料輸送到混合攪拌機，混合均勻後送至存料倉；

b.將存料倉中混合好的原材料輸送至壓磚機內成型，壓磚機的壓力為80噸；

c.將壓製成型的磚在500℃烘乾，烘乾時間為30小時；

d.成品揀選，檢驗合格入庫。

實施例10

一種電解槽用複合防滲磚，包括以下重量份的組分：焦寶石70份、焦寶石生粉30份、鉀長石7份、水16份、活性添加劑32份。所述的活性添加劑為氧化鉀、氧化鈉、氧化鈣和氧化鎂，其中，氧化鉀8份、氧化鈉8份、氧化鈣8份、氧化鎂8份。

所述焦寶石粒度小於3mm，焦寶石生粉粒度為200目，鉀長石粒度為200目，活性添加劑粒度為200目。

一種製備電解槽用複合防滲磚的方法，包括以下步驟：

a.按比例稱取原材料，將原材料輸送到混合攪拌機，混合均勻後送至存料倉；

b.將存料倉中混合好的原材料輸送至壓磚機內成型，壓磚機的壓力為90噸；

c.將壓製成型的磚在900℃烘乾，烘乾時間為30小時；

d.成品揀選，檢驗合格入庫。

其他實施例

一種電解槽用複合防滲磚，由表1所示的重量份的原料組成：

表1 電解槽用複合防滲磚的原料組成及製備條件

其中，焦寶石粒度小於3mm，焦寶石生粉粒度為200目，鉀長石粒度為200目，氧化鉀、氧化鈉、氧化鈣和氧化鎂粒度均為200目。

製備表1中電解槽用複合防滲磚的方法，包括以下步驟：

a.按比例稱取原材料，將原材料輸送到混合攪拌機，混合均勻後送至存料倉；

b.將存料倉中混合好的原材料輸送至壓磚機內成型，壓磚機的壓力為80噸；

c.將壓製成型的磚按表1中對應的溫度和時間條件烘乾；

d.成品揀選，檢驗合格入庫。

按照以上實施例中的原料組成及製備步驟製備的磚的性能指標平均值如表2：

表2 電解槽用複合防滲磚的性能指標

由表2可以看出，本發明選取氧化鉀、氧化鈉、氧化鈣和氧化鎂中的至少兩種作為活性添加劑，得到的磚的性能指標均能達到技術要求，並且參照ISO20292:2009標準，對製作的磚進行取樣，檢測抗熔融冰晶石腐蝕性能，檢測結果：滲透區域反應面積≤7cm2，滲透深度≤3mm，表明在配方中添加該種活性添加劑能夠有效改善磚的防滲防漏性能，從而解決電解槽槽底的漏槽問題，提高電解槽的使用壽命。另外，在製作過程中，將壓製成型的磚坯烘乾即可，充分節約生產時間，提高生產效率。