专利名称：铝电解用导向型阳极的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电化学技术领域，涉及一种可提高产量并降低能耗的铝电 解用导向型阳极。
技术背景随着现代铝工业的迅速发展，铝电解生产的规模也在逐渐地扩大。在铝电 解的过程中，以溶解状冰晶石为溶剂，以氧化铝粉为溶质，以碳素材料为两级， 通入强大的直流电，发生电化学反应，碳阳极既是电的导体，又参与电解化学 反应，碳阳极上产生二氧化碳气体，阴极上产生铝，其化学反应式为2AI203 (溶解的)+3C (w) —4AI (液)+3C02 (问)现有多数的阳极炭块的底部为平面，电解过程中阳极炭块底部产生的二氧化碳等气体呈无序排放状态且排出不畅，会导致以下方面的缺点(1) 影响电解槽的使用寿命，电解槽使用寿命是电解生产的一项主要指标， 经过对破损槽的检査，因侧部破损导致停槽的几率较大，占破损停槽数量的40% 以上，经分析造成电解槽侧部破损的原因主要是阳极底部产生的气体的无序排 放，这是因为气体无序排放时，气体只能沿着阳极底部向四周排放，气体带动 电解质对侧部的炭块造成冲刷，侧部炭块早期破损，导致电解槽的侧部炉帮难 以形成，这样直接加大了被冲刷的电解液对电解槽内侧面的磨损，使电解槽的 使甩寿命大大縮短。(2) 导致电耗的增加，在铝电解生产过程中不断产生阳极气体，气体在排出时是以气泡的形式运动的，阳极气泡属于电的不良导体，气体排放不畅时会 造成槽电压的升高(极化压降的一部分)，而且小气泡聚集成大气泡最终形成滞 留气层，导致电解槽内电压升高数倍，造成电能的浪费，而且破坏电解的芷常进行，降低电流效率，影响产量。(3)对环境带来不利影响，当阳极底部气体排放不畅时，气泡聚集过多， 会导致效应增多，效应产生时会产生大量的碳氟化合物等有害气体，加剧了温 室效应的进程，为全球气候变暖埋下了隐患，同时也污染了环境。在ZL200520112369.8公开了一种铝电解用预焙炭阳极，在阳极炭块底部开 有凹形通槽，由于是通槽，虽然气体能够及时排出，但是气体排放带动电解质 流动，电解质仍会对电解槽的内侧面造成冲刷，影响电解槽的寿命，而且氧化 铝粉从电解槽中间加入时，电解质不能对氧化铝粉充分地混合，氧化铝粉沉淀 的几率较大，影响电解的效果。 实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种可提高产量并降低能耗的铝电解用导向型 阳极，同时还可以延长电解槽的寿命和减少对环境的危害。为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案铝电解用导向型阳极， 包括阳极炭块，在阳极炭块的底部设置至少一个导向槽，导向槽的一端封闭q所述导向槽为一倾斜槽，导向槽两端的深度相差20 60mm，导向槽深度浅 的一端封闭。所述导向槽的深度由其开口端向封闭端逐渐减小。 所述导向槽在阳极炭块的底部均匀分布。 所述导向槽开口端的深度为100 350mm。采用本实用新型的铝电解用导向型阳极，在阳极炭块的底部设置一端封闭 的导向槽，使电解质在导向槽的导向下流动，阳极炭块安装时使导向槽的封闭 端朝向电解槽的大面，开口端朝向电解槽的中缝方向，阳极炭块底部产生的气 体排放时先集中排向导向槽方向，然后从导向槽的开口端迅速排出，气体的运 动产生的推力带动电解质的运动，电解质先向导向槽内集中，阳极炭块两侧的 电解质在导向槽相遇后，产生上涌然后从开口端涌出后向两侧运动，电解质到达电解槽内侧面时的温度降低，电解槽的内侧面便于自然结晶快速形成炉帮， 随着炉帮的形成，使电解槽内形成规整炉膛，大大延长电解槽的使用寿命，同 时炉膛的形成减少电解槽侧部漏电的无用功，使电流集中于阴极以消耗过长的 伸腿，减少畸形炉膛所引起的铝液、电解质波动，使流动场更加平稳规律，从 而提高电流效率，增加铝液产量；另外氧化铝粉加至电解槽的中间位置，电解 质在导向槽内涌出从中缝向上翻腾时，对下沉的氧化铝粉形成向上的托力，延 长了.氧化铝粉在电解质中的停留时间，使电解反应更加彻底，'降低了氧化铝粉 沉入槽底形成沉淀从而造成反应不彻底的几率，增加了产量；导向槽为倾斜槽， 并设置一定的深度差，是用于控制电解质的流动速度和力度，深度差大会导致 电解质流速过快，使电解质铝液界面不清，效应增加，深度差小时电解质流速 过慢则使电解质向侧部流动量加大，f致导向效果降低；气体经过导向槽启迅 速排出，消除了气泡滞留现象，增加电流效率，使电解高效地进行，提高了铝 产量，而且大大节约了电能，气体迅速排出也减少了效应，有害气体的产生大 大减少，保护了环境；本实用新型的铝电解用导向型阳极，可使阳极炭块底部 的气体迅速排放，节约了电能，同时使电解质在导向槽的导向下流动，能够使 氧化铝粉在电解质中的停留时间增长，使电解更为彻底，而且减少了对电解槽 内侧面的冲刷，使电解槽的内部形成规整炉膛，使电解槽的寿命大幅度延长， 气体迅速排放，还使效应减少，由效应产生的碳氟化合物等有害气气体大量减 少，对保护生态环境有积极作用，具有较高的经济效益和社会效益。现场实践证明，本实用新型使用后，电解槽侧部的炉膛明显着增厚，电流 效率提高，单槽日产原铝可增加40kg，以电解槽254台计，日产量增加10.16 吨，每年多产原铝3708.4吨，按吨铝利润2000元计算，每年增加效益741.7万 元。由于效应系数、阳极过电压降低，以及电流效率、产量的提高，吨铝直流 电耗大幅下降，较原有阳极槽吨铝节电82kwh，按年产12万吨计，每年节电.984 万kwh，以0.45元/kwh计算可节约资金442.8万元。
图1为本实用新型的结构示意图； 图2为本实用新型的侧向剖视图。
具体实施方式
实施例l:如图l和图2所示的铝电解用导向型阳极，包括阳极炭块l，阳 极炭块l的底部均匀设置两个倾斜的导向槽2，导向槽2深度浅的一端封闭，导 向槽2的深度由其开口端向封闭端逐渐减小，导向槽2的开口端的深度为a，导 向槽2深度浅的一端深度为b， a的值为100mm， a值大于b值20mm。该铝电解用导向型阳极安装使用时，阳极炭块1的导向槽2的封闭端朝向 电解槽的大面，使电解质在导向槽2的导向下流动，.阳极炭块1底部产生的气 体排放时先集中排向导向槽2方向，然后从导向槽2的开口端迅速排出，气体 的运动产生的推力带动电解质的运动，.电解质先向导向槽2内集中，阳极炭块l 两侧的电解质在导向槽2相遇后，产生上涌然后从开口端涌出后向两侧运动。实施例2:与实施例1的不同之处在于a的值为250mm， a值大于b值45mm。实施例3:与实施例1的不同之处在于a的值为350mm，a值大于b值60mm。
权利要求1、铝电解用导向型阳极，包括阳极炭块，其特征在于在阳极炭块的底部设置至少一个导向槽，导向槽的一端封闭。
专利摘要本实用新型公开了一种铝电解用导向型阳极，包括阳极炭块，在阳极炭块的底部设置至少一个导向槽，导向槽的一端封闭；阳极炭块安装时使导向槽的封闭端朝向电解槽的大面，开口端朝向电解槽的中缝方向；本实用新型的铝电解用导向型阳极，可使阳极炭块底部的气体迅速排放，节约了电能，同时使电解质在导向槽的导向下流动，能够使氧化铝粉在电解质中的停留时间增长，使电解更为彻底，而且减少了对电解槽内侧面的冲刷，使电解槽的内部形成规整炉膛，使电解槽的寿命大幅度延长，气体迅速排放，还使效应减少，由效应产生的碳氟化合物等有害气体大量减少，对保护生态环境有积极作用，具有较高的经济效益和社会效益。
文档编号C25C3/00GK201217699SQ20082007074
公开日2009年4月8日 申请日期2008年5月28日 优先权日2008年5月28日
发明者任宗顺, 张军峰, 李天山, 芮金锁 申请人:河南中迈铝业有限公司