一種改善鋁用炭陽極抗氧化性能的方法
2023-07-29 12:42:56 1
專利名稱：一種改善鋁用炭陽極抗氧化性能的方法
技術領域：
本發明涉及一種改善鋁用炭陽極抗氧化性能的方法。
背景技術：
目前鋁電解工業採用的是霍爾-艾魯特法煉鋁，陽極都使用炭素陽極。電解 過程進行時，加入的氧化鋁原料分解釋放出的氧氣會氧化消耗陽極。陽極消耗 主要包括電化學消耗、化學消耗和機械損耗，理論上，每生產一噸鋁要消耗炭
陽極334Kg，而鋁廠每生產一噸鋁實際消耗的總炭量在500-600Kg/t-Al，炭陽 極淨消耗為400-450kg/t-Al。，炭陽極機械損耗部分主要是由於空氣氧化損失和 掉渣引起的。從工人勞動強度來看，由於炭陽極屬於消耗性陽極，使用一段時 間(約28-31日)後需要更換，這樣就勢必增加了勞動強度，換極後電解槽的 熱平衡需要一段時間後才能恢復正常。如果我們能夠減緩炭陽極的高溫氧化速 率，那麼無論是在成本上，還是在環境效益及勞動強度上都是有利的。
在電解槽運行期間，目前主要有三種方式減緩炭陽極表面被空氣氧化，第 一種方式是在電解槽上部覆蓋厚厚的一層Al203覆蓋料，此種方法操作雖然方便， 但問題是導熱能力低的Al203覆蓋料將會對陽極起到保溫的作用，使陽極表面溫 度升高，另外Ah03覆蓋料粒度大密封性不好，尤其是電解槽四周的密封性不容 易保證，臨近過道和強烈通風處與空氣接觸多，此時透過疏鬆覆蓋層的空氣可 能使陽極的氧化更加嚴重；第二種方式就是在氣/固界面上，用阻隔層將熾熱的 陽極表面和空氣的接觸隔離開，以減緩陽極的空氣燃燒反應，如使用高純氧 化鋁水泥塗覆於陽極表面，但是因其操作困難和重達40kg的Al203水泥用量，使 的這種方法難以在工業生產中得到應用。第三種方式是用電解質熔鹽、複合鹽 或者硼酸鹽浸漬陽極，在陽極表面形成一薄層保護層，這種方法操作複雜，而 且可能會帶入汙染金屬的雜質。因此，要想得到一種有效的保護層，就要系統 的考慮採取這種保護層時的每一個細節，更好的解決辦法是在陽極的表面覆蓋 一薄層的惰性材料來抑制空氣對炭陽極的氧化。
發明內容
本發明的目的就是針對上述已有技術的不足，提供一種能有效改善炭陽極 抗氧化性能、降低陽極消耗、消除電解質性能惡化的改善鋁用炭陽極抗氧化性能的方法。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的。
具體實施例方式
一種改善鋁用炭陽極抗氧化性能的方法，採用噴鋁機在鋁電解炭陽極表面 直接噴塗一薄層鋁保護膜，鋁保護膜表面能生成一層緻密的氧化物薄膜，噴鋁
層呈銀白色，厚度足夠且較均勻，平均厚度為50---250ym，與炭陽極基體的結 合強度較好，可有效地減少空氣對炭陽極的氧化損失，延長炭陽極在鋁電解槽 上的使用壽命。所用的金屬鋁絲的純度為90%—99. 7%。
將已經製備好的鋁用炭陽極表面處理乾淨，使其表面粗糙，以增加鋁薄膜 與炭陽極的粘附性，以燃燒氧乙炔氣為熱源，將純度為90%的鋁絲加熱到熔化或 半熔化狀態，藉助氣流將熔滴霧化成5 — 20 u m的微粒而噴塗於炭陽極的表面， 在炭陽極表面附著一薄層厚度為200 — 250um鋁薄膜以達到提高炭陽極抗氧化 性的能力。
實施例2
將已經製備好的鋁用炭陽極表面處理乾淨，使其表面粗糙，以增加鋁薄膜 與炭陽極的粘附性，以燃燒氧乙炔氣為熱源，將純度為99. 7%的鋁絲加熱到熔化 或半熔化狀態，藉助氣流將熔滴霧化成5_20 u m的微粒而噴塗於炭陽極的表面， 在炭陽極表面附著一薄層厚度為50 —100um鋁薄膜以達到提高炭陽極抗氧化性 的能力。
實施例3
將已經製備好的鋁用炭陽極表面處理乾淨，使其表面粗糙，以增加鋁薄膜 與炭陽極的粘附性，以燃燒氧乙炔氣為熱源，將純度為98%的鋁絲加熱到熔化或 半熔化狀態，藉助氣流將熔滴霧化成5 — 20 ii m的微粒而噴塗於炭陽極的表面， 在炭陽極表面附著一薄層厚度為80 — 130um鋁薄膜以達到提高炭陽極抗氧化性 的能力。
實施例4
將已經製備好的鋁用炭陽極表面處理乾淨，使其表面粗糙，以增加鋁薄膜 與炭陽極的粘附性，以燃燒氧乙炔氣為熱源，將純度為96%的鋁絲加熱到熔化或 半熔化狀態，藉助氣流將熔滴霧化成5 — 20 u m的微粒而噴塗於炭陽極的表面， 在炭陽極表面附著一薄層厚度為110 — 160um鋁薄膜以達到提高炭陽極抗氧化 性的能力。實施例5
將己經製備好的鋁用炭陽極表面處理乾淨，使其表面粗糙，以增加鋁薄膜 與炭陽極的粘附性，以燃燒氧乙炔氣為熱源，將純度為94%的鋁絲加熱到熔化或
半熔化狀態，藉助氣流將熔滴霧化成5 — 20 u m的微粒而噴塗於炭陽極的表面， 在炭陽極表面附著一薄層厚度為140 — 190um鋁薄膜以達到提高炭陽極抗氧化 性的能力。
將已經製備好的鋁用炭陽極表面處理乾淨，使其表面粗糙，以增加鋁薄膜 與炭陽極的粘附性，以燃燒氧乙炔氣為熱源，將純度為92%的鋁絲加熱到熔化或 半熔化狀態，藉助氣流將熔滴霧化成5_20 u m的微粒而噴塗於炭陽極的表面， 在炭陽極表面附著一薄層厚度為170 — 220um鋁薄膜以達到提高炭陽極抗氧化 性的能力。
上面所述的實施例，僅僅是對本發明的優選實施例進行描述，並非對本發 明的構思和範圍進行限定，在不脫離本發明設計構思的前提下，本領域和本行 業工程技術人員，對本發明的技術作出的各種變型和改進，均應落入本發明的 保護範圍，本發明請求保護技術內容，己經全部記載在權利要求書中。
權利要求
1.一種改善鋁用炭陽極抗氧化性能的方法，其特徵在於是在鋁電解炭陽極表面噴塗一薄層鋁保護膜，鋁保護膜表面生成一層緻密的氧化物薄膜。
2. 根據權利要求1所述的一種改善鋁用炭陽極抗氧化性能的方法，其 特徵在於所述的在鋁電解炭陽極表面噴塗一薄層鋁保護膜的方法是以燃燒 氧乙炔氣為熱源，將金屬鋁絲加熱到熔化或半熔化狀態，再將熔滴霧化成 5 — 20nm的微粒而噴塗於炭陽極的表面，在陽極表面形成厚度為50 — 250 um的鋁保護膜。
3. 根據權利要求2所述的一種改善鋁用炭陽極抗氧化性能的方法，其特 徵在於所述金屬鋁絲的純度在90%—99. 7%。
全文摘要
本發明涉及一種改善鋁用炭陽極抗氧化性能的方法，其特徵在於是在鋁電解炭陽極表面噴塗一薄層鋁保護膜，鋁保護膜表面生成一層緻密的氧化物薄膜。本發明的方法，利用現有的噴鋁技術在炭陽極表面噴塗一薄層鋁保護膜，機理主要是在鋁保護膜表面能生成一層緻密的氧化物薄膜，可有效地減少空氣對炭陽極的氧化損失，延長了炭陽極在鋁電解槽上的使用壽命，操作簡便而且不帶入其它的汙染性雜質。
文檔編號C23C4/08GK101307467SQ20081011545
公開日2008年11月19日 申請日期2008年6月24日 優先權日2008年6月24日
發明者羅英濤, 羅鍾生, 蘇自偉 申請人:中國鋁業股份有限公司