一種鋁電解用磷生鐵陰極的製備方法
2023-05-24 03:06:11
專利名稱：一種鋁電解用磷生鐵陰極的製備方法
技術領域：
本發明涉及鋁電解技術領域，是一種用於鋁電解過程中磷生鐵陰極的製備方法。
背景技術：
鋁電解用陰極是由碳塊、方鋼兩部分組成。其組合方式為先將陰極碳塊和陰極 方鋼加熱到200°C以上，再將加熱好的熱冷搗糊均勻地撒在陰極碳塊的燕尾槽底部，用工具 紮實後放入陰極方鋼，最後在方鋼兩側用熱搗糊紮實，此組合方式有以下缺點一是最先扎 在燕尾槽底部的熱搗糊與陰極方鋼表面全靠方鋼自重壓力使兩者接觸，加之受陰極方鋼加 熱變形等因素影響兩者之間接觸不會很好。二是在扎熱搗糊過程中，受溫度、人為因素等影 響，扎固質量較難控制。三是陰極碳塊、糊料、方鋼三者之間因受溫度差異、材質差異、應力、 膨脹係數影響，當溫度發生改變後，接觸面間難免會出現接觸不太緊密現象。四是熱搗糊料 受批次、原料配比等因素影響，導電率會發生變化。
發明內容
本發明的目的是針對陰極碳塊與方鋼組合方式在傳統的鋼棒糊夯實工藝技術上 存在的不足，提供一種能有效解決陰極碳塊與方鋼聯接不好的問題，同時又能有效地降低 了鋁電解過程中的陰極壓降，從而降低了鋁電解過程中生產成本的鋁電解用磷生鐵陰極的 製備方法。解決本發明的技術問題所採用的技術方案為方鋼與陰極碳塊的預組合體進行密 封處理，即將箱體內氧氣排出，避免陰極方鋼和陰極碳塊的氧化，然後放入均熱爐內加熱並 保溫，運出均熱爐後用預先準備好的磷生鐵水澆鑄，澆鑄好後，再進行密封處理，即將箱體 內氧氣排出，避免陰極方鋼和陰極碳塊的氧化，再放入常溫下自然冷卻，得到的磷生鐵陰極 即可用在鋁電解的生產中。本發明主要的技術條件是(1)磷生鐵的所含的雜質含量的重量百分比組分為Mn :0. 2 1. 2%，P :0. 4 1. 8%，Si :1· 5 4. 5%，C :2· 5 3. 7%，S < 0. 3%。(2)加熱設備為均熱爐，均熱爐內的溫度為400 1000°C，保溫時間為4 24h。(3)製備磷生鐵陰極過程中需要將陰極碳塊與陰極方鋼做密封處理，將箱體內氧 氣排出，避免陰極方鋼和陰極碳塊的氧化。本發明的有益效果是磷生鐵陰極應用於鋁電解中，使得鋁電解過程中陰極壓降 得到了很大程度的下降，從而使得鋁電解過程中所消耗的電耗得以大大的降低，同時也延 長了陰極的使用壽命。磷生鐵陰極的生產對環境沒有任何汙染，產品的經濟效益顯著。
圖1為本發明的工藝流程圖。
具體實施例方式實施例1:陰極方鋼與陰極碳塊的預組合體進行密封處理，即將箱體內氧氣排出，避免陰極 方鋼和陰極碳塊的氧化，然後放入均熱爐內加熱，加熱溫度為450°C，並保溫5小時，運出均 熱爐後用預先準備好的磷生鐵水澆鑄，再進行密封處理，將箱體內氧氣排出，再放入常溫下 自然冷卻，得到的磷生鐵陰極即可用在鋁電解的生產中。磷生鐵的所含的雜質含量的重量 百分比為:Mn 0. 2%, P :0. 4%, Si :1· 5%, C :2· 5%, S < 0. 3%0將製備好的磷生鐵陰極應用在鋁電解槽中，比較磷生鐵陰極與傳統熱搗糊陰極的 壓降差別。結果磷生鐵陰極使用過程時，單塊磷生鐵陰極的壓降為18. OmV,比熱搗糊陰極 降低6. OmV。整個電解槽的陰極壓降也從340mV下降到247mV。實施例2:陰極方鋼與陰極碳塊的預組合體進行密封處理，即將箱體內氧氣排出，避免陰極 方鋼和陰極碳塊的氧化，然後放入均熱爐內加熱，加熱溫度為650°C，並保溫10小時，運出 均熱爐後用預先準備好的磷生鐵水澆鑄，再進行密封處理，將箱體內氧氣排出，再放入常溫 下自然冷卻，得到的磷生鐵陰極即可用在鋁電解的生產中。磷生鐵的所含的雜質含量的重 量百分比為:Mn 1. 2%, P :1. 8%, Si :4· 5%, C :3· 7%, S < 0. 3%0將製備好的磷生鐵陰極應用於鋁電解槽中，比較磷生鐵陰極與熱搗糊陰極的壓降 差別。結果磷生鐵陰極使用過程時，單塊磷生鐵陰極的壓降為17. 4mV,比熱搗糊陰極降低
6.6mV。整個電解槽的陰極壓降也從340mV下降到246mV。實施例3陰極方鋼與陰極碳塊的預組合體進行密封處理，即將箱體內氧氣排出，避免陰極 方鋼和陰極碳塊的氧化，然後放入均熱爐內加熱，加熱溫度為800°C，並保溫20小時，運出 均熱爐後用預先準備好的磷生鐵水澆鑄，再進行密封處理，將箱體內氧氣排出，再放入常溫 下自然冷卻，得到的磷生鐵陰極即可用在鋁電解的生產中。磷生鐵的所含的雜質含量的重 量百分比組分為Mn 0. 8%, P :1. 2%, Si 3. 5%, C 3. 1%, S < 0. 3%。將製備好的磷生鐵陰極應用在鋁電解槽中，比較磷生鐵陰極與熱搗糊陰極的壓降 差別。結果磷生鐵陰極使用過程時，單塊磷生鐵陰極的壓降為16. 8mV,比熱搗糊陰極降低
7.2mV。整個電解槽的陰極壓降也從340mV下降到244mV。
權利要求
1.一種鋁電解用磷生鐵陰極的製備方法，其特徵在於方鋼與陰極碳塊的預組合體進 行密封處理，即將箱體內氧氣排出，然後放入均熱爐內加熱並保溫，運出均熱爐後用預先準 備好的磷生鐵水澆鑄，澆鑄好後再進行密封處理，即將箱體內氧氣排出，再放入常溫下自然 冷卻，製得的磷生鐵陰極即可用於鋁電解的生產中。
2.根據權利要求1所述的鋁電解用磷生鐵陰極的製備方法，其特徵在於磷生鐵的所含 的雜質含量的重量百分比組分為Mn :0. 2 1. 2%，P :0. 4 1. 8%，Si :1. 5 4. 5%，C 2. 5 3. 7%, S < 0. 3%。
3.根據權利要求1所述的鋁電解用磷生鐵陰極的製備方法，其特徵在於均熱爐內的溫 度為400 1000°C，保溫時間為4 24h。
全文摘要
本發明涉及一種鋁電解工業中磷生鐵陰極的製備方法。即將陰極方鋼與陰極碳塊的預組合體進行密封處理，即將箱體內氧氣排出，避免陰極方鋼和陰極碳塊的氧化，然後放入均熱爐內加熱到400～1000℃，保溫4～24h，運出均熱爐後用預先準備好的磷生鐵水澆鑄，澆鑄好後，再進行密封處理，將箱體內氧氣排出，再放入常溫下自然冷卻。本發明工藝簡單，生產處理成本低。生產出來的磷生鐵陰極能夠有效降低鋁電解的陰極壓降，大大降低鋁電解過程的電耗，產品應用後能耗大幅度下降，同時也延長了陰極的使用壽命，經濟效益顯著。
文檔編號C25C3/08GK102002732SQ20101056931
公開日2011年4月6日 申請日期2010年12月2日 優先權日2010年12月2日
發明者丁吉林, 信偉松, 普光平, 楊葉偉, 熊自勇, 王建平, 王躍全, 趙仕堂, 趙瑞敏, 陳才榮, 陳渝, 顏非亞, 龍國輝 申請人:雲南雲鋁湧鑫鋁業有限公司