专利名称：铝用石墨阳极及其制备方法
技术领域：
本发明属于电解铝技术领域，特别是涉及一种铝用石墨阳极及其制备方法。
背景技术：
目前，在电解铝工业中，电解阳极为碳阳极。碳阳极是用于电解铝的碳素制品，是碳氢化合物的碳材料。现有的碳阳极在生产工艺中不能清除原料带来的有害微量元素杂质，而且现有的碳阳极为没有加工过的粗胚状，碳阳极在电解过程中污染严重，造成碳阳极的消耗快，直接影响碳阳极的使用寿命，一般不超过30天，造成碳材料的资源浪费和环境污染。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题，而提供了一种铝用石墨阳极及其制备方法。
本发明的目的之一是提供一种铝用石墨阳极。石墨阳极能清除阳极中的杂质含量，降低炼铝过程中的环境污染，延长阳极在电解槽的使用寿命，节省碳材料，提高工作效率，降低能耗，降低劳动强度。
本发明的目的之二是提供一种工艺过程简单、加工方便、制得产品性能稳定，适合于电解铝用石墨阳极的制备方法。
本发明铝用石墨阳极采取如下技术方案石墨阳极是一种用于熔炼电解铝的导电材料，是用锻后石油焦和煤沥青加工成的长方形的人造石墨产品。石墨电极的抗压强度为15-30Mpa，抗折强度为5-13Mpa，体密为1.5-1.7g/cm3。
铝用石墨阳极，采用石墨电极配方，其特点是石墨配方制得的碳阳极，经过串接石墨化炉进行电加热达到温度2000-2800℃，冷却制得比电阻为10-25μΩ·m石墨阳极，石墨阳极为长方体，石墨阳极设有棒孔。
本发明铝用石墨阳极还可以采用如下技术措施所述的铝用石墨阳极，其特点是石墨阳极为长方体，长800-1600mm，宽400-900mm，高500-800mm。
所述的铝用石墨阳极，其特点是石墨阳极设有2-6个φ150-250mm的圆形棒孔。
本发明石墨阳极的制备方法采取如下技术方案所述的铝用石墨阳极的制备方法，采用石墨化处理方法，其特点是将石墨配方制得的碳阳极，在串接式石墨化炉中进行电加热，升温至2000-2800℃，冷却后，制得比电阻为10-25μΩ·m的石墨阳极，然后开棒孔。
本发明铝用石墨阳极的制备方法还可以采用如下技术措施所述的铝用石墨阳极的制备方法，其特点是石墨阳极进行切割、洗面后开棒孔。
所述的铝用石墨阳极的制备方法，其特点是电加热后采用自然冷却方式冷却。
阳极的消耗机理炼铝(铝电解)是一个电化学过程，在940-960摄氏度时60～350KA直流电通过碳阳极，使电解槽中氧化铝在熔融状态的氟化盐中被分解为铝和二氧化碳。电解铝化学反应式2Al2O3+3C＝4Al+3CO2。
在电解铝过程中，消耗性阳极的作用有导电，参加电化学反应。
1、阳极电化学消耗阳极消耗机理可分为电化学消耗、化学消耗和机械消耗几部分。阳极电化学消耗就是氧化铝与阳极碳反应消耗的炭，阳极电化学反应可写成下列两种形式2Al2O3+3C(阳极)＝4Al+3CO2Al2O3+3C(阳极)＝2Al+3CO2、阳极化学反应消耗阳极化学反应消耗包括阳极空气氧化反应消耗、阳极布达反应消耗和铝电解副反应消耗。
1)阳极空气氧化反应阳极空气氧化反应发生在阳极顶部表面与侧部表面，其氧化反应如下C(阳极)+O2＝CO22C(阳极)+O2＝2CO2)阳极布达反应阳极布达反应主要发生在阳极工作面，也发生在电解质以下阳极侧部，其反应如下C(阳极)+CO2＝2CO3)铝电解副反应铝电解副反应主要指溶解在电解质中的铝与阳极气体中的CO2作用，化学反应如下3CO2+2Al[溶]＝Al2O3+3CO3、阳极机械消耗阳极通常由煅烧石油焦和沥青焦构成。沥青焦的氧化速率大于煅烧石油焦的氧化速率，这一现象称为阳极优先氧化或选择氧化结果导致部分煅烧石油焦颗粒脱离阳极本体，这一现象俗称渣化。
通常，当阳极消耗75-80％左右，就要进行阳极更换，这个周期一般为四个星期左右。因此，降低阳极净消耗或阳极过量消耗，延长其使用寿命，就会降低电解铝的生产成本。此外，降低碳阳极的净消耗还可提高电流效率、降低电耗和增加铝产量，对提高电解铝厂的经济效益有着重要的影响。
尽管阳极电化学消耗是电解铝生产中所必需的，但阳极化学反应消耗和阳极机械消耗应尽可能地降低，力求使阳极的实际消耗尽可能地接近理论消耗，延长阳极的使用寿命。
碳氢材料的碳阳极抗氧化能力有限，石墨材料的石墨阳极抗氧化能力就相对强得多，它就能将有限的碳尽量用于电化学反应，减少氧化对碳的消耗。可以通过提高它的抗氧化能力来降低它的消耗，延长它的使用寿命。
本发明具有的优点和积极效果铝用石墨阳极及其制备方法采用了本发明全新的技术方案，与现有技术相比较铝用石墨阳极可清除阳极中的杂质含量，降低炼铝过程中的环境污染，延长阳极在电解槽的使用寿命可达50天以上，节省碳材料，提高工作效率，降低能耗，降低劳动强度。本发明电解铝用石墨阳极的制备方法具有工艺过程简单、加工方便、制得产品性能稳定，适合于电解铝用工业化生产。
图1是铝用石墨阳极结构示意图；图2是铝用石墨阳极的制备流程示意图。
图中，1-棒，2-石墨阳极。
具体实施例方式
为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下参阅图1和图2。
实施例1铝用石墨阳极，采用石墨电极配方，其石墨配方制得的碳阳极，经过串接石墨化炉进行电加热达到温度2600℃，冷却制得比电阻20μΩ·m的石墨阳极。
石墨阳极为长方体，长1000mm，宽700mm，高600mm。石墨阳极的抗压强度为20Mpa，抗折强度为10Mpa，体密为1.6g/cm3。
石墨阳极2上设有4个φ200mm的圆形棒孔，棒孔上设有4根铁棒1。
实施例2铝用石墨阳极的制备方法，采用石墨化处理方法，将石墨配方制得的碳阳极，在串接式石墨化炉中进行电加热，升温至2600℃，采用自然冷却方式冷却后，制得比电阻为20μΩ·m的石墨阳极，石墨阳极进行切割、洗面后开棒孔，加设铁棒制得实施例1的石墨阳极。
石墨阳极的生产工艺为预碎—煅烧—破碎—筛分—配料—混捏—制成块状—焙烧—石墨化—切割加工成型—成品。
权利要求
1.一种铝用石墨阳极，采用石墨电极配方，其特征是石墨配方制得的碳阳极，经过串接石墨化炉进行电加热达到温度2000-2800℃，冷却制得比电阻为10-25μΩ·m石墨阳极，石墨阳极为长方体，石墨阳极设有棒孔。
2.根据权利要求1所述的铝用石墨阳极，其特征是石墨阳极为长方体，长800-1600mm，宽400-900mm，高500-800mm。
3.根据权利要求1所述的铝用石墨阳极，其特征是石墨阳极设有2-6个φ150-250mm的圆形棒孔。
4.根据权利要求1所述的铝用石墨阳极的制备方法，采用石墨化处理方法，其特征是将石墨配方制得的碳阳极，在串接式石墨化炉中进行电加热，升温至2000-2800℃，冷却后，制得比电阻为10-25μΩ·m的石墨阳极，然后开棒孔。
5.根据权利要求4所述的铝用石墨阳极的制备方法，其特征是石墨阳极进行切割、洗面后开棒孔。
6.根据权利要求4所述的铝用石墨阳极的制备方法，其特征是电加热后采用自然冷却方式冷却。
全文摘要
本发明涉及一种铝用石墨阳极及其制备方法，属于电解铝技术领域。铝用石墨阳极，其石墨电极配方制得的碳阳极，经过串接石墨化炉进行电加热达到温度2000－2800℃，冷却制得比电阻为10－25μΩ·m石墨阳极，石墨阳极为长方体，石墨阳极设有棒孔。其制备方法，采用石墨化处理方法，其特点是将石墨配方制得的碳阳极，在串接式石墨化炉中进行电加热，升温至2000－2800℃，冷却后，制得比电阻为10－25μΩ·m的石墨阳极，然后开棒孔。本发明可清除阳极中的杂质含量，降低环境污染，延长阳极使用寿命，节省碳材料，提高工作效率，降低能耗；制备方法工艺简单、加工方便、产品性能稳定，适合于电解铝用工业化生产。
文档编号C25C3/00GK101063212SQ20071005747
公开日2007年10月31日 申请日期2007年5月29日 优先权日2007年5月29日
发明者赵唯皓 申请人:赵唯皓