铝电解槽炭阳极氧化掉渣裂--王平甫刘风琴.pdfVIP

《炭素工艺与设备》第9卷，2002年兰州，第177～188页 铝电解槽炭阳极氧化 掉渣裂纹掉块的危害和影响因素 王平甫刘风琴童春秋 (郑州轻金属研究院) 宫 振李庆义 贾鲁宁 李广明 (山东济宁碳索公司) 摘要；阳极炭块在铝电解槽中使用发生氧化掉渣裂纹摔块，严重影响铝电解厂的经济效 益。本文分析了阳极炭块氧化摔灰和裂纹摔块的危害，并按危害程度干吐分类，根据我日 实际情况指出了四个主要影响因素t原料质量、骨料蛔度等配料工艺条件、焙烧工艺和电 解槽技术条件． 1前言 女 多家铝用炭素工厂中，约有三分之一上以的工厂时常被阳极炭块在铝电解槽使用中发生 氧化掉渣和裂纹掉块所困扰。一些阳极炭块常规指标很好，但在铝电解槽上应用，氧化掉 渣和裂纹掉块严重。表l是青海铝厂和贵州铝厂1991年3—6月阳极炭块的技术指标和在电 解槽中使用情况的比较‘“。由于原料的变化，同一工厂，同一产品，不同时期技术指标和使 用情况有一定差异。严重氧化掉渣和裂纹掉块导致铝电解槽运行紊乱，甚至发生电解槽事 故，使电能、物料消耗大幅度提高，电流效率急剧下降，甚至导致换阳极、停槽等油于担心 阳极氧化掉渣裂纹掉块，我国百分之八十以上的预陪阳极电解槽铝厂，阳极电流密度在较 低的范围(低于0．72A／cm2)运行。据作者统计，每年因铝电解槽阳极氧化掉渣裂纹掉块给 2(2— 全国铝厂和炭素厂造成的损失在数亿元人民币以上，仅阳极电流密度减少0．2A／cm 3％)这一项，全国每年就少产铝约526万吨。 一177— 表1青海铝厂和贵州铝厂阳极炭收技术指标和使用特性比较 炭阳极技术指标 在电解槽使用情况 项目 生成炭 电流效 阳极故 企业 密度5 强度 电阻率 渣量 盥 电耗 障率 8／crn MPauOm kg ％ ％ 青海块 1．52 31．8 58．3 lo．6 89．1l139377 贵州块 1．49 29．4 59．4 18．4 87．161413725 2阳极炭块氧化掉渣裂纹掉块的危害 现代中心点式连续加料预焙阳极电解槽，每约2分钟，自动打壳加一次氧化铝，每日固 定时间抽出铝液，每24—28天更换一块阳极。电解铝生产是无渣冶炼。正常生产中在炭阳 极周围的电解质中极少有炭渣和碎阳极块。图1为阳极炭块在铝电解槽中工作状况。 所谓炭阳极氧化掉渣和裂纹掉块是指电解槽运行中阳极炭块底部和侧部等不断有炭 渣和碎阳极块脱落，阳极残极因严重氧化而“发软”裂纹掉块等。正常的残极发硬，几乎与 未使用的阳极相同(表3)。阳极炭渣的直径从l微米到十几毫米不等，十几毫米以上，甚至 几十厘米以上的称为碎块。炭渣碎块脱离阳极失去了电化学作用力，不再排斥电解液，它 们进入电解液并被其浸透，悬浮于电解液中。炭渣碎块脱离阳极，不仅增大了炭耗，更重要 的是破坏了电解生产正常的技术条件，改变了电解质的导电性和表面张力等特性，改变了 阳极电流密度，严重危害铝电解生产的正常运行，甚至导致阳极事故及停槽。 铝电解槽阳极炭块氧化掉渣裂纹掉块的危害，主要有以下几方面； (1)使电解质电阻升高，当电解质中含炭渣量0．04％时，电阻率增；bru％，炭渣含置1％ 时，电阻率增加1l％，工业电解质中1一lOpm的炭渣微粒，由于界面电位梯度的影响，几乎 不导电嘲。