专利名称：一种制作穿孔阳极的方法
技术领域：
本发明涉及一种电解铝所用阳极的制作方法，具体为一种制作穿孔阳极的方法。
背景技术：
国内大型预焙铝电解槽所用的阳极，其尺寸一般为1500X660X560cm(长X宽X 高)。在电解铝生产中，浸入电解质液体中的阳极与溶解在电解质液体中的氧化铝发生电化 学反应，生成铝液和二氧化碳气体，其反应式为
2AL203 (溶)+3C (固)-4AL (液)+3( (气)
该反应主要在阳极底部进行，由于阳极底部具有一定的宽度，因此阳极底部中心生成 的二氧化碳气体，必须聚集成大气泡后，才能有效抵消掉周围液体电解质的阻力而运动到 阳极边沿排出。如图1所示，即为目前阳极底部气泡产生后的示意图，随着电解过程中气泡 的不断产生，阳极底部将会集聚成一层二氧化碳气泡层，对于660cm宽的阳极来说，气泡层 厚度一般可达到2cm，如此厚的二氧化碳气泡层会增大电解槽的极距，而为了不影响电流效 率，通常需要设置4cm以上的阳极极距，但这又使得电解槽工作电压不得不保持在4. OV以 上，从而导致电解铝生产过程中的能耗较高(其直流电耗为13000KWh/TAl左右)。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于解决目前电解铝过程中阳极底 部的气泡难以快速排出的问题，以降低电解铝生产过程中的能耗，而提供一种能够快速排 出底部气泡的阳极的制作方法。本发明的技术方案一种制作穿孔阳极的方法，其特征在于，包括如下步骤
1)在阳极成型模具上部的压块底部竖向设置两排钢针，所述钢针为上大下小的倒圆锥 型，钢针顶端的直径范围为2 3cm，钢针底端的直径范围为1. 5^2cm ；
2)在阳极成型模具下部的模具箱内装入经混捏搅拌后的阳极糊料，在所述压块底部的 钢针表面涂刷脱模剂，然后将压块放下，使钢针插入模具箱的糊料内，所述钢针底部与模具 箱底面的间距为(Tlcm ；再启动安装在模具箱下端的震动装置，保持震动5(Γ100秒；
3)震动结束后升起压块，从模具箱中倒出成型的穿孔生阳极块，用透气网或纸屑 堵住阳极块上的导气孔仅使烟气能通过，然后将所述穿孔生阳极块装入焙烧炉中高温焙烧 2Γ23天，焙烧后即得到所需的穿孔阳极。相对于现有技术，本发明具有以下有益效果
1、本发明方法所制得的阳极内部可形成10个直径2 3cm的导气孔，当阳极底部反应一 段时间后，该导气孔将与电解质连通，聚集在阳极底部的二氧化碳气泡可通过各个导气孔 能够快速的排出电解槽外，从而达到降低电解槽内电阻的目的，有利于降低工作电压，减少 能耗；2、使用本发明的方法在焙烧阳极的过程中，阳极内部产生的浙青烟可以从导气孔中排 出，外部高温气体也可直接进入孔中，并从内部加热阳极生块，使得阳极烧干、浙青烟排出 以及阳极烧成等各加工段所需时间均缩短，经试验可将阳极焙烧的周期缩短2天以上，阳 极焙烧炉的产能可提高8 10%。
图1为现有技术中阳极底部气泡排出的示意图2为本发明中采用的阳极成型模具上部的压块侧视图； 图3为本发明中采用的阳极成型模具的整体结构主视图； 图4为采用本发明方法所制得的阳极的结构示意图。图中，1一电解质溶液，2—阳极底部气泡，3—碳阳极，4一阳极导杆，5—压块，6— 钢针，7—模具箱，8—导气孔，9一震动装置。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步说明。实施例1 如图2和图3所示，一种制作穿孔阳极的方法，先需要对现有的阳极成 型模具进行改造，由于现有阳极成型模具分为上部的压块5和下部的模具箱7，制作时，首 先在阳极成型模具上部的压块5底部竖向设置两排横向均勻排列的钢针6，所述钢针6为 上大下小的倒圆锥型，钢针6顶端的直径为2cm，钢针6底端的直径范围为1. 5cm，每排钢 针各5根，共计10根；然后在阳极成型模具下部的模具箱7内装入经混捏搅拌后的阳极糊 料，所述阳极糊料的组分均按照现有制作标准添加，同时在所述压块底部的钢针表面涂刷 脱模剂，然后将压块放下，使钢针插入模具箱的糊料内，所述钢针6底部与模具箱7底面的 间距范围为Icm ；再启动安装在模具箱7下端的震动装置9，所述震动装置9为现有设备用 于将模具箱7内的糊料震动压紧使其形成整块的穿孔生阳极块，震动过程保持5(Γ100秒； 震动结束后升起压块5，从模具箱7中倒出成型的穿孔生阳极块，再将穿孔生阳极块装入 培烧炉中，在装入焙烧炉前为不让填充焦粒进入孔内，用透气网或纸屑堵住阳极块上的导 气孔仅使烟气能通过，然后将所述穿孔生阳极块装入培烧炉中高温焙烧2广23天，温度达 120(Γ1300 ，焙烧后即得到所需的穿孔阳极。实施例2 在实施例1的基础上，将压块5底部的钢针上端直径设计为3cm，下端直 径设计为2cm，钢针6的数量和分布保持不变；在压入钢针时，使钢针6底部与模具箱7底 面接触无间距，然后再依次经震动、焙烧后得到具有通孔的阳极块。实施例3 在实施例1的基础上，将压块5底部的钢针上端直径设计为2. 3cm,下端 直径设计为1. 8cm，钢针6的数量和分布保持不变；在压入钢针时，使钢针6底部与模具箱7 底面的间距为0. 6cm，然后再依次经震动、焙烧后得到穿孔的阳极块。参见图2和图4，本发明制得的阳极上表面向下形成两排导气孔8，每排各5个导 气孔，所述导气孔8均为上大下小的倒锥形，这样气泡在排出过程中越往上其排出速度越 快；同时其直径又不宜太大，若导气孔直径太大则会使得阳极的质量减小，使用寿命缩短， 因此为使得阳极的正常使用寿命不受影响，同时还能解决气泡排出不畅的问题，本发明综合考虑了电解过程中二氧化碳气体的产生速度、电解槽中电阻值对工作电压的影响以及阳 极质量等因素，最终将导气孔直径控制在上端纩3cm，下端1.5 2cm，这样可将阳极底部的 气泡层厚度降低约1cm，从而使电解槽电压降低300mV左右，从而达到最佳效果。在制作 时还考虑到阳极底部需要反应一段时间后才能产生较多的气泡，因此可以将导气孔与阳极 底部不连通，预留Icm左右的厚度，当阳极反应一段时间后阳极被消耗，导气孔自动连通， 这样可降低气泡排出时所需抵消的电解质阻力，并且最终使电解铝过程中电耗降低达到 1000KWh/T-Al，节能效果非常显著。 需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，尽 管申请人参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些 对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖 在本发明要求保护的范围当中。
权利要求
1.一种制作穿孔阳极的方法，其特征在于，包括如下步骤1)在阳极成型模具上部的压块的底部竖向设置两排钢针，所述钢针为上大下小的倒圆 锥型，钢针顶端的直径范围为2 3cm，钢针底端的直径范围为1. 5^2cm ；2)在阳极成型模具下部的模具箱内装入经混捏搅拌后的阳极糊料，在所述压块底部的 钢针表面涂刷脱模剂，然后将压块放下，使钢针插入模具箱的糊料内，所述钢针底部与模具 箱底面的间距范围为(Tlcm ；再启动安装在模具箱下端的震动装置，保持震动5(Γ100秒；3)震动结束后升起压块，从模具箱中倒出成型的穿孔生阳极块，用透气网或纸屑堵 住阳极块上的导气孔仅使烟气能通过，然后将所述穿孔生阳极块装入焙烧炉中高温焙烧 21 23天，焙烧后即得到所需的穿孔阳极。
2.根据权利要求1所述的制作穿孔阳极的方法，其特征在于，所述钢针在压块底面竖 向均勻排列，每排各5根钢针。
全文摘要
本发明提供一种制作穿孔阳极的方法，先在压块底部竖向设置两排上大下小的倒圆锥型钢针，其顶端直径为2~3cm，底端直径为1.5~2cm；然后在模具箱内装入阳极糊料，在钢针表面涂刷脱模剂，将压块放下，使钢针插入糊料内，使钢针底部与模具箱底面的间距为0~1cm；再经震动、高温焙烧后得到所需的穿孔阳极。本发明方法所制得的阳极内部可形成10个直径2~3cm的导气孔，此阳极在铝电解槽上使用中所产生的气泡可通过各个导气孔快速的排出电解槽外，从而达到降低电解槽极距的目的，有利于降低工作电压，减少能耗；同时在焙烧过程中外部高温气体也可直接进入孔中，并从内部加热阳极生块，进而缩短阳极焙烧的周期，提高产能。
文档编号C25C3/12GK102071436SQ20101061787
公开日2011年5月25日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者汪航, 田应甫 申请人:重庆天泰铝业有限公司