一种用于曲面阴极铝电解槽角部的焙烧介质及焙烧方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于铝电解槽焙烧技术领域，涉及一种铝电解槽的焙烧介质，特别涉及一 种用于曲面阴极铝电解槽角部的焙烧介质，使用该焙烧介质的焙烧方法，以及焙烧出的曲 面阴极铝电解槽。
【背景技术】
[0002] 目前，国内外铝电解槽呈现曲面化和大型化的趋势，据统计，国内铝电解槽的曲面 化已达到80%以上，然而大部分曲面阴极铝电解槽的焙烧启动方法仍为焦粒焙烧法。它是 通过在曲面阴极铝电解槽阴极和阳极之间铺设一层焙烧介质，然后通电焙烧，其焙烧介质 的主要构成为焦粒或石墨粉或二者的混合物。
[0003] 焦粒焙烧法在焙烧期间电流分布均匀，预热温度曲线容易控制，焙烧能耗低，效果 显著。然而，该方法在焙烧期间曲面阴极铝电解槽的四个角焙烧不透彻，导致角部和其它部 位温度的梯度过大，大幅度增大了内衬热应力。启动后，在同等情况下，曲面阴极铝电解槽 容易形成角部炉帮不规整，伸腿肥大，从而导致曲面阴极铝电解槽的角部阳极导杆顶弯、顶 断，加大了更换阳极频次，大幅度增加了职工的劳动强度，增加了电耗，降低了电解槽经济 技术指标，减小了劳动生产率。因此，有必要对现有技术加以改进，研究一种新的针对曲面 阴极铝电解槽角部的焙烧介质及其制备方法，以提高铝电解槽的经济技术指标。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种用于曲面阴极铝电解槽角部 的焙烧介质，使用该焙烧介质的焙烧方法，以及焙烧出的曲面阴极铝电解槽。本发明以铝电 解废旧阴极为主料的混合焙烧介质代替焦粒作为铝电解槽角极焙烧介质，大幅度的提高角 极的焙烧温度，使角部内衬焙烧更加透彻，减小曲面阴极铝电解槽角部和其它部位温度的 梯度，启动后电解槽的角部炉帮形成良好，保证铝电解槽生产过程中平稳运行。
[0005] 本发明采用的技术方案如下： 一种用于曲面阴极铝电解槽角部的焙烧介质，包括按照质量百分数计的如下组分： 石墨粉 5~15% 废旧阴极炭块 余量 上述各组分总和为100%。
[0006] 该焙烧介质的制备方法为采用常规的方法，如物理搅拌，混合均匀即得。
[0007] 上述技术方案中，所述的废旧阴极炭块为铝电解槽大修后，与保温砖、耐火砖、电 解质等杂质分离干净，且水分含量(w/w) < 1%。的废弃碳素材料，粒径为4-6mm。
[0008] 进一步，优选的是，所述的粒径为5mm〇
[0009] 本发明还提供一种曲面阴极铝电解槽的焙烧方法，采用上述用于曲面阴极铝电解 槽角部的焙烧介质，包括如下步骤： 步骤A，将废旧阴极炭块和石墨粉按如下质量百分比混合，即形成一种混合焙烧介质： 石墨粉 5~15% 废旧阴极炭块 余量 上述各组分总和为100% ; 步骤B，将所述步骤A中的混合焙烧介质均匀的铺设于曲面阴极铝电解槽角部阴阳极 之间，铺设厚度为15-25mm; 步骤C，将常规焦粒铺设于曲面阴极铝电解槽除角部的其他部位的阴阳极之间，铺设厚 度为 20_30mm; 步骤D，待经步骤B和步骤C铺设完成后，对曲面阴极铝电解槽进行通电焙烧，控制焙烧 电压低于3. 5V，曲面阴极铝电解槽角部位置从常温焙烧至温度为800°C~900°C，其它部位 从常温焙烧至温度为850~950°C;从常温焙烧到800°C~950°C这个温度区间，一般需要焙烧 72小时-96小时； 步骤E，焙烧完成后，灌入电解质启动，剩余混合焙烧介质连同焦粒通过打捞方式消除。
[0010] 进一步，优选的是，步骤B所述的铺设厚度为20mm。
[0011] 进一步，优选的是，步骤C所述的铺设厚度为25mm。
[0012] 进一步，优选的是，步骤D中，角部位置和其它部位均焙烧至温度为900°C 曲面阴极铝电解槽的焙烧方法中，所述步骤B和步骤C的铺设要求混焙烧合介质和焦 粒表面无杂质，无大颗粒，铺设平整、均匀、密实。
[0013] 本发明另外提供一种采用上述曲面阴极铝电解槽的焙烧方法焙烧得到的曲面阴 极铝电解槽。
[0014] 本发明与现有技术相比，其有益效果为： (1)本发明以铝电解废旧阴极为主料的混合焙烧介质代替焦粒作为铝电解槽角极焙烧 介质，大幅度的提高角部的焙烧温度，使角部内衬焙烧更加透彻，减小曲面阴极铝电解槽角 部和其它部位温度的梯度（即减小温度差)，启动后电解槽的角部炉帮形成良好，保证铝电 解槽生产过程中平稳运行。
[0015] (2)本发明有效解决了铝电解生产过程中含氟较高的危险固体废弃物回收处理的 难题，并充分循环利用了铝电解危险固体废弃物中的氟盐和电解质，降低铝电解槽的焙烧 启动成本。
[0016] (3)本发明充分利用废旧阴极和石墨粉按不同比例混合形成不同导电度的混合焙 烧介质，并有选择性的进行铺设，改变焙烧介质局部电阻，从而调整电流分布，使焙烧期间 的各种温度、电流分布等参数更加平稳。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
[0018] 本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发 明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件 或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的 常规广品。
[0019] 实施例1 一种曲面阴极铝电解槽的焙烧方法，包括如下步骤： 步骤A，将废旧阴极炭块和石墨粉按如下质量百分比混合，即形成一种混合焙烧介质： 石墨粉 5% 废旧阴极炭块 余量 上述各组分总和为100% ; 所述的废旧阴极炭块为铝电解槽大修后，与杂质分离干净，且水分含量< 1%。的废弃碳 素材料，粒径为5mm; 步骤B，将所述步骤A中的混合焙烧介质均匀的铺设于300kA曲面阴极铝电解槽角部阴 阳极之间，铺设厚度为20mm; 步骤C，将常规焦粒铺设于曲面阴极铝电解槽除角部的其他部位的阴阳极之间，铺设厚 度为20mm; 步骤D，待经步骤B和步骤C铺设完成后，对曲面阴极铝电解槽进行通电焙烧，控制焙烧 电压低于3. 5V，曲面阴极铝电解槽角部位置焙烧至温度为900°C，其它部位焙烧至温度也 为 900°C; 步骤E，焙烧完成后，灌入电解质启动，剩余混合焙烧介质连同焦粒通过打捞方式消除。
[0020] 实施例2 一种曲面阴极铝电解槽的焙烧方法，包括如下步骤： 步骤A，将废旧阴极炭块和石墨粉按如下质量百分比混合，即形成一种混合焙烧介质： 石墨粉 10% 废旧阴极炭块 余量 上述各组分总和为100% ; 所述的废旧阴极炭块为铝电解槽大修后，