一種電解槽鋁屑、鋁粉焙燒法
2023-12-02 12:55:21
一種電解槽鋁屑、鋁粉焙燒法
【專利摘要】本發明提供一種電解槽鋁屑、鋁粉焙燒法，包括裝槽和通電焙燒步驟，其特徵在於具體經過下列步驟：清潔陰極炭塊表面；在陰極炭塊表面鋪設鋁屑、鋁粉發熱介質層；安裝陽極炭塊，在陽極炭塊中縫、邊縫、陽極炭塊之間的間逢添加冰晶石、氟化鈣；在陽極炭塊中縫頂部、邊縫頂部及陽極極縫頂部鋪設鋁板；在鋁板上鋪設電解質層；通電直至電解槽焙燒溫度達到900～950℃，即啟動電解槽工作。本發明充分利用鋁屑、鋁粉在550℃溫度下的自燃特性，對電解槽進行焙燒，不僅降低焙燒用電量，節能效果顯著，能保持陽極導電均勻，4天之內焙燒完成，使電解槽能在清潔焙燒、12V電壓低環境下安全平穩啟動，大幅度延長電解槽使用壽命，不產生碳渣，有效降低工人勞動強度，焙燒期間不必對電解槽進行維護，安全可靠。
【專利說明】一種電解槽鋁屑、鋁粉焙燒法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電解槽焙燒方法，尤其是一種對電解槽進行焙燒預熱的方法，屬於電解【技術領域】。
技術背景
[0002]目前，鋁電解生產環節有:鋁電解槽焙燒預熱，啟動，電解生產控制等，其中鋁電解槽的焙燒預熱是鋁電解生產過程中的一個重要環節，它通過焙燒、加熱升溫的方式，來烘乾電解槽陰極內襯及預焙陽極，使焙燒溫度接近或達到正常生產溫度，這樣做可以解決下列問題:第一，防止陰極內襯中的水份及灰份在高溫下快速排出而造成漏洞或裂紋；第二，可提高陰極和陽極溫度，防止陰極工作面因存在較大溫差而產生熱應力後，對陰極炭塊造成損傷；第三，使陰極炭塊間的底糊及周圍糊燒結焦化，以粘接陰極炭塊和側部炭塊而使之構成一個整體；第四，為啟動鋁電解槽創造良好的工作條件。因此，焙燒預熱效果的好壞將直接影響到鋁電解槽的啟動效果，而啟動效果不但影響電解槽的生產運行穩定性及生產指標，而且在很大程度上影響到電解槽的使用壽命。
[0003]電解槽目前常用的焙燒預熱方法有:鋁液焙燒法、焦粒焙燒法、燃氣焙燒法、環流焙燒法。其中鋁液焙燒法因存在焙燒時間長(8天)，能耗高，熱衝擊大，並在電解槽底部匯集大量鋁液，鋁液會順著陰極間的逢隙下漏，從而影響電解槽的使用壽命，故而已逐漸被國內外淘汰；燃氣焙燒法技術仍處於進一步完善中；焦粒焙燒法是目前普遍採用的一種焙燒預熱方法，但存在勞動強度大、焙燒效果不理想，需要安裝大量分流片，同時電解槽內有大量碳渣，啟動完成後需 要人工清除，工作量大，電解槽內還會有部分清理不乾淨的碳渣懸浮在電解質液內，增大電解質電阻，增加電解槽能耗等等；燃氣焙燒法，需要安裝大量設備，工作量大，會造成電解槽陽極氧化，且存在重大安全隱患；環流焙燒法是當前綜合利用好、技術較為成熟的焙燒預熱方法，它包括裝槽步驟和通電焙燒步驟，使電解槽焙燒升溫至啟動要求的溫度。其中，在裝槽步驟中，首先在陰極炭塊表面鋪設一層15 mm左右的焦粒，再在焦粒上裝陽極炭塊，之後用鐵板將電極縫、中縫及邊部蓋好，再在鐵板上鋪一定厚度的電解質粉末。採用這種焙燒方式預熱、啟動電解槽時，用焦粒做發熱電阻，焦粒在溫度較低時其電阻值比較大，隨溫度不斷升高電阻值逐漸減少，為此需要在啟動初期安裝至少4組以上分流片，不僅勞動強度大、成本高，而且由於用焦粒焙燒啟動電解槽時，電解質內含有大量碳渣，造成電解質電阻增大，啟動時電壓較高(超過12V)，電耗高，且碳渣的打撈需要反覆多次，費工費時，這又增加了工人的勞動強度。
【發明內容】
[0004]為克服現有技術存在的上述不足，本發明提供一種電解槽鋁屑、鋁粉清潔焙燒方法。
[0005]本發明通過下列技術方案完成:一種電解槽鋁屑、鋁粉焙燒法，包括裝槽和通電焙燒步驟，其特徵在於具體經過下列步驟:A、清理陰極炭塊表面的附著物，並用高壓風把陰極炭塊表面吹至乾淨；
B、在陰極炭塊表面鋪設發熱介質層後，安裝陽極炭塊，並保持陽極炭塊與發熱介質層的接觸；
C、在陽極炭塊中縫、邊縫按常規量分別添加冰晶石、氟化鈣，在陽極炭塊與陽極炭塊之間的間逢添加冰晶石，添加厚度與邊縫相當；
D、在陽極炭塊中縫頂部、邊縫頂部及陽極極縫頂部鋪設鋁板，以利用高溫煙氣對整個陰極炭塊內襯進行均勻焙燒；
E、在鋁板上鋪設電解質層；
F、在陽極導杆上安裝軟連接；
G、通電時，控制衝擊電壓在4V以內，逐漸加大電流值至全電流值止；直至電解槽焙燒溫度達到900~950°C，即啟動電解槽工作。
[0006]所述步驟B的發熱介質層為鋁屑、鋁粉層，鋁屑、鋁粉層厚度為I~4cm，鋁屑、鋁粉粒度為I X 10_9~2 X 10_2m，以便利用鋁屑、鋁粉在550°C溫度下自燃的特性，讓鋁屑、鋁粉自燃發熱而對電解槽進行焙燒。
[0007]所述步驟B中 在安裝陽極炭塊的同時安裝小盒卡具，並使小盒卡具保持鬆開狀態。
[0008]所述步驟D的鋁板厚度為0.5~1.5cm,鋁板形狀視密封的陽極炭塊之間的空隙形狀而具體確定，並在電解槽出鋁端設置排氣孔，用於煙氣排放，調節電解槽內外部氣壓，改善焙燒效果。
[0009]所述步驟E的電解質層厚度為I~4cm ,優選2~3cm,具體厚度視能夠防止空氣進入焙燒槽而確定，電解質材料為常規的高分子比的電解質粉末或低分子比的電解質粉末與純鹼的混合物。
[0010]所述步驟F的軟連接為連接陽極導杆與水平母線的鋁製軟帶，通過該軟連接起到焙燒期間參加導電及固定陽極的作用。
[0011]本發明與現有技術相比具有下列優點和效果:本發明用鋁屑、鋁粉取代焦粒作為發熱介質，且充分利用鋁屑、鋁粉在550°c溫度下的自燃特性，讓鋁屑、鋁粉自燃發熱而對電解槽進行焙燒，不僅降低焙燒用電量，節能效果顯著，且在電解槽焙燒期間，能保持陽極導電均勻，無需進行人工維護，焙燒時間短且充分，4天之內焙燒完成，焙燒電壓低，電流分布均勻，使電解槽能在清潔焙燒、12V電壓低環境下安全平穩啟動，大幅度延長電解槽使用壽命，尤其不產生碳渣，無需人工打撈，有效降低工人勞動強度，明顯改善焙燒環境，實現鋁電解真正意義上的清潔焙燒，焙燒期間不必對電解槽進行維護，安全可靠。本發明適宜所有電解槽的焙燒啟動，不僅焙燒溫度均勻，能量利用率高，焙燒效果好，電耗低，改善了操作環境，還可以不用安裝分流片，大幅度降低勞動強度，對今後改善電解槽焙燒方法，提高能源和資源利用率，實現清潔生產，清潔焙燒，將產生較為深遠的影響，具有廣闊的推廣應用前
旦
-5^ O
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明電解槽裝槽結構示意圖。
[0013]圖中，I為電解槽槽體，2為安裝於槽體I底部的陰極炭塊，3為鋪設於陰極炭塊2上的發熱介質鋁屑、鋁粉層，4為陽極炭塊，5為陽極炭塊4之間的中縫，6為鋪設在中縫5內的冰晶石，7為槽體I中側部陰極炭塊，8為鋪設在邊縫9內的氟化鈣，9為陽極炭塊4與側部陰極炭塊7之間的邊縫，10為耐高溫的鋁板，11為電解質粉末層，12為陽極導杆，13為水平母線，14為連接水平母線13與陽極導杆12的軟連接一招制軟帶。
【具體實施方式】
[0014]下面結合實施例對本發明做進一步描述。
[0015]實施例1
一種電解槽鋁屑、鋁粉清潔焙燒法，包括裝槽、通電焙燒步驟，其特徵在於具體經過下列步驟(如圖1):
A、用鐵刷把陰極炭塊2表面的附著物刷掉，然後用常規高壓風把陰極炭塊2表面吹乾淨，保持陰極炭塊2表面乾淨、無雜物；
B、在陰極炭塊2表面鋪設厚度為Icm的鋁屑、鋁粉發熱介質層3，鋁屑、鋁粉粒徑為
1X 10-8m,安裝陽極炭塊4，並保持陽極炭塊4與發熱介質層3的接觸；
C、在陽極炭塊中縫6中填入冰晶石到滿料，在邊縫9中填入氟化鈣8，留出頂部空間；
D、在陽極炭塊中縫6頂部、邊縫9頂部鋪設厚度為0.5mm的耐高溫的鋁板10，以利用高溫煙氣對整個陰極內襯進行均勻焙燒；
E、在耐高溫的鋁板10上鋪設3cm厚的電解質粉末層11，該電解質粉末為常規的高分子比的電解質粉末與純鹼的混合物；
F、在陽極炭塊4導杆12與水平母線13之間安裝軟連接14；
G、通電焙燒時，控制衝擊電壓在4V以內，逐漸加大電流，直至全電流為止；當電解槽槽體I內的焙燒溫度達到920°C，焙燒時間為72h，即啟動電解槽進行常規電解生產。
[0016]實施例2
一種電解槽鋁屑、鋁粉清潔焙燒法，包括裝槽、通電焙燒步驟，其特徵在於具體經過下列步驟(如圖1):
A、用鐵刷把陰極炭塊2表面的附著物刷掉，然後用高壓風把陰極炭塊表面2吹乾淨，保持陰極炭塊2表面乾淨、無雜物；
B、在陰極炭塊2表面鋪設厚度為4cm的鋁屑、鋁粉發熱介質層3，鋁屑、鋁粉粒徑為
2X 10-2m,安裝陽極炭塊4，並保持陽極炭塊4與發熱介質層3的接觸；
C、在陽極炭塊中縫6中填入冰晶石到滿料，在邊縫9中填入氟化鈣8，留出頂部空間；
D、在陽極炭塊中縫6頂部、邊縫9頂部鋪設厚度為1mm的耐高溫的鋁板10，以利用高溫煙氣對整個陰極內襯進行均勻焙燒；
E、在耐高溫的鋁板10上鋪設4cm厚的電解質粉末層11，該電解質粉末為常規的高分子比的電解質粉末與純鹼的混合物；
F、在陽極炭塊4導杆12與水平母線13之間安裝軟連接14；
G、通電焙燒時，控制衝擊電壓在4V以內，逐漸加大電流，直至全電流為止；當電解槽槽體I內的焙燒溫度達到900°C，焙燒時間為96h，即啟動電解槽進行常規電解生產。
[0017]實施例3
一種電解槽鋁屑、鋁粉清潔焙燒法，包括裝槽、通電焙燒步驟，其特徵在於具體經過下列步驟(如圖1):
A、用鐵刷把陰極炭塊2表面的附著物刷掉，然後用高壓風把陰極炭塊表面2吹乾淨，保持陰極炭塊2表面乾淨、無雜物；
B、在陰極炭塊2表面鋪設厚度為2cm的鋁屑、鋁粉發熱介質層3，鋁屑、鋁粉粒徑為
2X 10-2m,安裝陽極炭塊4，並保持陽極炭塊4與發熱介質層3的接觸；
C、在陽極炭塊中縫6中填入冰晶石到滿料，在邊縫9中填入氟化鈣8，留出頂部空間；
D、在陽極炭塊中縫6頂部、邊縫9頂部鋪設厚度為1.5_的耐高溫的鋁板10，以利用高溫煙氣對整個陰極內襯進行均勻焙燒；
E、在耐高溫的鋁板10上鋪設2cm厚的電解質粉末層11，該電解質粉末為常規的高分子比的電解質 粉末與純鹼的混合物；
F、在陽極炭塊4導杆12與水平母線13之間安裝軟連接14；
G、通電焙燒時，控制衝擊電壓在4V以內，逐漸加大電流，直至全電流為止；當電解槽槽體I內的焙燒溫度達到950°C，焙燒時間為120h，即啟動電解槽進行常規電解生產。
【權利要求】
1.一種電解槽鋁屑、鋁粉焙燒法，包括裝槽和通電焙燒步驟，其特徵在於具體經過下列步驟: A、清理陰極炭塊表面的附著物，並用高壓風把陰極炭塊表面吹至乾淨； B、在陰極炭塊表面鋪設發熱介質層後，安裝陽極炭塊，並保持陽極炭塊與發熱介質層的接觸； C、在陽極炭塊中縫、邊縫按常規量分別添加冰晶石、氟化鈣，在陽極炭塊與陽極炭塊之間的間逢添加冰晶石，添加厚度與邊縫相當； D、在陽極炭塊中縫頂部、邊縫頂部及陽極極縫頂部鋪設鋁板，以利用高溫煙氣對整個陰極炭塊內襯進行均勻焙燒； E、在鋁板上鋪設電解質層； F、在陽極導杆上安裝軟連接； G、通電時，控制衝擊電壓在4V以內，逐漸加大電流值至全電流值止；直至電解槽焙燒溫度達到900~950°C，即啟動電解槽工作。
2.如權利要求1所述的電解槽鋁屑、鋁粉焙燒法，其特徵在於所述步驟B的發熱介質層為鋁屑、鋁粉層，鋁屑、鋁粉層厚度為I~4cm，鋁屑、鋁粉粒度為lX10_9~2X10_2m。
3.如權利要求1所述的電解槽鋁屑、鋁粉焙燒法，其特徵在於所述步驟D的鋁板厚度為0.5 ~L 5cm0
4.如權利要求1所述的電解槽鋁屑、鋁粉焙燒法，其特徵在於所述步驟E的電解質層厚度為I~4cm。
【文檔編號】C25C3/06GK103834966SQ201310615137
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年11月28日 優先權日:2013年11月28日
【發明者】蘇其軍 申請人:雲南雲鋁潤鑫鋁業有限公司