电解铝微耗阳极-陈佳君.pdfVIP

维普资讯 第3l卷第8期 左 工 VAo1．31NQ8 2008年 O8月 ug． 2008 电解铝微耗阳极的研究 陈佳君，王 飚 (昆明理工大学机电工程学院，云南 昆明 650093) [摘 要]研究了一种碳化物金属的微耗阳极的制备方法，并研究了该微耗阳极在冰晶石电解质中的抗腐蚀性，在电流20A 左右，摩尔比为2．5的电解质中进行了长时间的电解。结果表明，电解后产生的铝的质量比较高，阳极的抗腐蚀性较好，腐蚀速率 为49．0mm／a。 [关键词]电解铝；微耗阳极 [中图分类号]TF821 [文献标识码]A [文章编号]1003—5095(2008)08—0021—02 目前，铝工业Hall-Heroult电解槽 由于使用碳 由于 属陶瓷在电解质熔盐中抗腐蚀性能优 良， 素阳极致使生产成本高，环境污染严重。每生产 1t 故研制一 复合 既具备抗高温氧化和耐腐蚀性 金属铝电能消耗约 14500kW．h,碳阳极消耗约500kg， 能，同时，焉基 三起到黏结和导电功能。所制得的 同时排放 1．2tCO。及大量的致癌碳氟化合物，严重 复合阳极材料具 优 良的导电性，而且与电源连接极 污染环境，恶化工作条件。微耗阳极的使用可使铝工 为方便。 业不使用消耗性碳阳极，使生产成本和能耗大幅度降 选取TC．M粉末，在 t500℃温度下，用硅碳棒 低，同时因不使用碳阳极而不排放温室气体 C0。，也不 烧结炉熔化粉末，采用浇铸的方法制成金属基微耗阳 会产生致癌的碳氟化合物。既能满足环保要求，又能 极的材料，尺寸为直径 30玎lⅡl，长度约7cm。制成后， 经济地生产金属铝，因而各国都在竞相研究 [11I。 打上螺孔以便连接导线和吊挂。 微耗阳极的标准很多主要应满足以下 3方面基 1．2 惰性阳极电解测试实验 本要求：(1)不消耗或少消耗；(2)阳极材料成分不污 使用制备的金属基复合阳极和高纯石墨阴极进 染电解铝产品，产出的铝符合国家标准；(3)导电性 良 行 电解，阳极垂直插入加有绝缘刚玉内衬的石墨坩 好，与导电母线连接方便 。 埚。电解槽的结构如图1所示。电解温度为950℃， 采用微耗阳极节约大量炭素资源 ，电解厂不需要 电解质摩尔分子比为2．5。 建附属的炭素阳极生产厂，投资和生产成本降低。微 表 1电解质组成 耗阳极电解槽构造简单，操作方便，不需要定期更换 盛坌 垒垦 垒 曼至 阳极，保证了生产的连续性和稳定性[3]。 百分比 ／％ 6 6 5 7．5 余量 重量 ／g 53．25 53．25 44．6 66，56 673．34 但是 目前国内外主要研究的是金属陶瓷和金属 氧化物陶瓷，这两种材料都存在着抗腐蚀不好和易碎 断等问题，所以仍然没有研究出一种理想的微耗阳极 材料[4]。 我们选取的Tc—M型微耗阳极 目前存在的主要困 难是前期加工、在 电解过程中阳极的氧化问题。本次 实现采用的是研制直径为30rI】III的柱状阳极，用浇铸 的方法制取阳极式样，并用 自制阳极进行了小型电解 实验，综合考察了该微耗阳极的使用情况。 图1电解炉构造图 1 电解铝微耗阳极