CN100582309C - 一种铝电解惰性阳极预热-更换用保温包覆材料及制备方法 - Google Patents
一种铝电解惰性阳极预热-更换用保温包覆材料及制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100582309C CN100582309C CN200710034822A CN200710034822A CN100582309C CN 100582309 C CN100582309 C CN 100582309C CN 200710034822 A CN200710034822 A CN 200710034822A CN 200710034822 A CN200710034822 A CN 200710034822A CN 100582309 C CN100582309 C CN 100582309C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- inert anode
- coating material
- anode
- thermal insulation
- alf
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 238000009413 insulation Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 31
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 20
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 19
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 2
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 11
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000035939 shock Effects 0.000 abstract description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 abstract description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 abstract 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 abstract 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 6
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical compound [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 241000209456 Plumbago Species 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 208000037656 Respiratory Sounds Diseases 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
一种铝电解惰性阳极预热—更换用保温包覆材料及制备方法，其成分组成为：Me3AlF6-Al2O3-Me’Fx，各组分质量百分含量为：1～100%Me3AlF6、0～99%Al2O3、0～40%Me’Fx。将组分Me3AlF6、Al2O3和Me’Fx按比例配料，混合；将惰性阳极置于容器内，使惰性阳极包覆2mm以上的保温包覆材料，煅烧0.5～40小时，煅烧温度为300～1500℃。本发明提供的保温包覆材料，在预热—更换后容易与阳极分离，同时不会对电解质造成污染或其它不利影响；其具有良好的保温包覆性能，有效避免惰性阳极预热—更换过程由于热冲击、电流冲击和气体腐蚀作用而破损失效等问题。
Description
技术领域
本发明与铝电解及铝电解用惰性阳极有关，特别涉及一种铝电解惰性阳极在生产过程中预热-更换用保温包覆材料及制备方法。
背景技术
Hall-Heroul熔盐电解法是现今唯一的工业炼铝方法，使用惰性阳极取代碳阳极是铝电解工业发展的趋势。由于铝电解高温熔盐对材料严重的腐蚀作用，能满足铝电解惰性阳极要求的材料主要有金属或金属合金、金属氧化物和金属陶瓷三种。除金属或合金外，金属氧化物和金属陶瓷的抗热震性能都较差。
惰性阳极在铝电解槽上的使用，需要首先采用碳阳极对电解槽焙烧启动，电解槽运行正常后，再用经过预热的惰性阳极对碳阳极进行更换，使电解槽操作由碳素阳极电解过渡到惰性阳极电解；此外，惰性阳极电解运行过程中，也需要采用新的预热后惰性阳极对运行一定时间后的惰性阳极进行更换，以保证惰性阳极铝电解槽的平稳运行。在预热-更换过程中，惰性阳极要经受强大的热冲击、电流冲击和气体腐蚀作用，极易造成阳极的破损失效。
发明内容
针对惰性阳极预热-更换时容易发生破损失效的问题，本发明提供一种用于铝电解惰性阳极在预热-更换过程中，降低惰性阳极受外界冲击作用的保温包覆材料及其制备方法，利用该保温包覆材料有利于惰性阳极在预热-更换过程中，避免受到强烈的热冲击、电流冲击和气体腐蚀作用而造成破损失效，顺利实现阳极的预热-更换。
一种铝电解惰性阳极预热-更换用保温包覆材料，其成分组成为：Me3AlF6-Al2O3-Me’Fx，各组分质量百分含量为：1～100％ Me3AlF6、0～99％Al2O3、0～40％Me’Fx；Me3AlF6为Me的氟铝酸盐，其中Me为Na、K或Li中的至少一种；Me’Fx为Me’的氟化物盐，其中Me’为Al、Mg、Ca、Ba、Na、K或Li中的至少一种。
一种铝电解惰性阳极预热-更换用保温包覆材料的制备方法，将组分Me3AlF6、Al2O3和Me’Fx按比例配料，混合；在一容器底部填充2mm以上厚度的该保温包覆材料，将惰性阳极或惰性阳极组(2个以上惰性阳极)置于容器内，惰性阳极或惰性阳极组四周与容器侧壁保持2mm以上距离；在容器内填充保温包覆材料，惰性阳极顶部覆盖2mm以上的保温包覆材料；将装有惰性阳极与保温包覆材料的容器置于高温炉内，煅烧0.5～40小时，煅烧温度为300～1500℃；煅烧完毕，将容器与惰性阳极分离，使惰性阳极或惰性阳极组包覆有保温包覆材料。
本发明提出的铝电解惰性阳极预热-更换用保温包覆材料Me3AlF6-Al2O3-Me’Fx的原料组成可根据铝电解质的具体组成进行调整，使其在预热-更换后容易与阳极分离，同时不会对电解质造成污染或其它不利影响；在保温包覆材料制作过程中，通过调整各种原料组成、填充密度、煅烧温度与煅烧时间，可烧结出具有不同孔隙率的多孔结构保温包覆材料，使其具有良好的保温包覆性能，有效避免惰性阳极预热-更换过程由于热冲击、电流冲击和气体腐蚀作用而破损失效等问题。
具体实施方式
实施例1：一种Na3AlF6-Al2O3保温包覆材料
铝电解惰性阳极预热-更换用Na3AlF6-Al2O3保温包覆材料的原料配方(按质量百分含量计)为：30％Na3AlF6、70％Al2O3；将两种原料按比例混合均匀，在一石墨坩埚内填充混合后的原料，使其捣实后的厚度为5mm左右，将惰性阳极置于石墨坩埚内，四周填充并捣实约20mm混合后原料；将装有惰性阳极的石墨坩埚置于电阻炉内，以每分钟2℃的速率升到1000℃并保温2小时，随炉冷却后，将石墨坩埚去除，得到包覆有Na3AlF6-Al2O3保温包覆料的惰性阳极。
利用该保温包覆材料包覆的惰性阳极，在1020℃温差下急冷急热循环8次，惰性阳极外形完整、表面未出现裂纹。Na3AlF6-Al2O3保温包覆材料可用于惰性阳极在电解质中含有Na3AlF6和Al2O3的铝电解槽上的预热-更换。
实施例2：一种Na3AlF6-Li3AlF6-Al2O3-CaF2保温包覆材料
铝电解惰性阳极预热-更换用Na3AlF6-Li3AlF6-Al2O3-CaF2保温包覆材料的原料配方(按质量百分含量计)为：20％Na3AlF6、5％Li3lF6、70％Al2O3、5％CaF2；将上述四种原料按比例混合均匀，在一钢制坩埚内填充混合后原料，使其捣实后的厚度为5mm左右，将由四个惰性阳极组成的惰性阳极组置于钢制坩埚中，四周填充并捣实约15mm的混合后原料；将装有惰性阳极组的钢制坩埚置于电阻炉内，以每分钟5℃的速率升到950℃并保温5小时，随炉冷却后，将钢制坩埚除去，得到包覆有保温包覆料的惰性阳极组。
包覆有保温包覆料的惰性阳极组，在960℃温差下急冷急热循环12次，惰性阳极外形完整、表面未出现裂纹。该种保温包覆材料可用于惰性阳极在电解质中含有或可添加Na3AlF6、Li3AlF6、Al2O3和CaF2的铝电解槽上的预热-更换。
实施例3：一种Na3AlF6-K3AlF6-Al2O3-CaF2-MgF2保温包覆材料
铝电解惰性阳极预热-更换用Na3AlF6-K3AlF6-Al2O3-CaF2-MgF2保温包覆材料的原料配方(按质量百分含量计)为：15％Na3AlF6、10％K3AlF6、65％Al2O3、5％CaF2、5％MgF2；将上述五种原料按比例混合均匀，在一刚玉坩埚内填充混合后原料，使其捣实后的厚度为10mm左右，将惰性阳极置于刚玉坩埚内，四周填充并捣实约10mm混合后原料；将装有惰性阳极的刚玉坩埚置于电阻炉内，以每分钟2℃的速率升温到870℃并保温10小时，随炉冷却后，将刚玉坩埚去除，得到包覆有保温包覆料的惰性阳极。
包覆有保温包覆料的惰性阳极，在900℃温差下急冷急热循环20次，惰性阳极外形完整、表面未出现裂纹。该种保温包覆材料可用于惰性阳极在电解质中含有或可添加Na3AlF6、K3AlF6、Al2O3、CaF2和MgF2的铝电解槽上的预热-更换。
Claims (2)
1.一种铝电解惰性阳极预热-更换用保温包覆材料的制备方法，其特征在于：将组分Me3AlF6、Al2O3和Me’Fx按比例配料，混合；在一容器底部填充2mm以上厚度的该混合物，将惰性阳极置于容器内，惰性阳极四周与容器侧壁保持2mm以上距离；在容器内填充该混合物，惰性阳极顶部覆盖2mm以上的该混合物；将装有惰性阳极与该混合物的容器置于高温炉内，煅烧0.5～40小时，煅烧温度为300～1500℃；煅烧完毕，将容器与惰性阳极分离，使惰性阳极包覆有保温包覆材料；
所述包覆材料各组分质量百分含量为：1～100％ Me3AlF6、0～99％ Al2O3、0～40％ Me’Fx；Me3AlF6为Me的氟铝酸盐，其中Me为Na、K或Li中的至少一种；Me’Fx为Me’的氟化物盐，其中Me’为Al、Mg、Ca、Ba、Na、K或Li中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述惰性阳极为惰性阳极组，即2个以上的惰性阳极。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200710034822A CN100582309C (zh) | 2007-04-26 | 2007-04-26 | 一种铝电解惰性阳极预热-更换用保温包覆材料及制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200710034822A CN100582309C (zh) | 2007-04-26 | 2007-04-26 | 一种铝电解惰性阳极预热-更换用保温包覆材料及制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101104942A CN101104942A (zh) | 2008-01-16 |
| CN100582309C true CN100582309C (zh) | 2010-01-20 |
Family
ID=38999017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200710034822A Expired - Fee Related CN100582309C (zh) | 2007-04-26 | 2007-04-26 | 一种铝电解惰性阳极预热-更换用保温包覆材料及制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100582309C (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101942677A (zh) * | 2010-09-30 | 2011-01-12 | 中南大学 | 一种铝电解惰性阳极用保温包覆材料及其应用 |
| CN103160860A (zh) * | 2011-12-14 | 2013-06-19 | 中铝国际技术发展有限公司 | 用于铝电解槽覆盖预焙阳极的方法 |
| CN104451776B (zh) * | 2013-09-13 | 2017-02-01 | 湖南创元铝业有限公司 | 阳极伸腿消化剂及其使用方法 |
| CN106498443B (zh) * | 2016-10-17 | 2018-10-12 | 昌吉州准东经济技术开发区唯新能源科技有限公司 | 碳阳极保温盖板及其制作方法和使用方法 |
| CN106894051B (zh) * | 2017-01-23 | 2019-03-26 | 中南大学 | 一种铝电解槽人造炉膛用材料及所述的人造炉膛的制备 |
-
2007
- 2007-04-26 CN CN200710034822A patent/CN100582309C/zh not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (8)
| Title |
|---|
| Na3AlF6-Al2O3体系低温电解研究现状评述. 赖延清，王家伟.轻金属，第9期. 2006 |
| Na3AlF6-Al2O3体系低温电解研究现状评述. 赖延清，王家伟.轻金属，第9期. 2006 * |
| 惰性阳极工业化实现的途径之一低温铝电解. 王家伟等.有色矿冶，第21卷第4期. 2005 |
| 惰性阳极工业化实现的途径之一低温铝电解. 王家伟等.有色矿冶，第21卷第4期. 2005 * |
| 铝电解惰性阳极近10年发展状况. 周涛等.材料导报，第18卷第5期. 2004 |
| 铝电解惰性阳极近10年发展状况. 周涛等.材料导报，第18卷第5期. 2004 * |
| 铝电解用炭阳极的综合性能. 叶绍龙等.中国有色金属学报，第13卷第2期. 2003 |
| 铝电解用炭阳极的综合性能. 叶绍龙等.中国有色金属学报，第13卷第2期. 2003 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101104942A (zh) | 2008-01-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100582309C (zh) | 一种铝电解惰性阳极预热-更换用保温包覆材料及制备方法 | |
| CN105174974B (zh) | 氧化铝熔融铸造耐火物及其制造方法 | |
| CN105088274A (zh) | 一种处理及回收铝电解固体废料的装置 | |
| CN103011852B (zh) | 一种刚玉质浇注料制品的无烧结致密化方法 | |
| WO2012174839A1 (zh) | 惰性阳极铝电解槽用不定型耐火耐蚀材料及其制作方法 | |
| CN104498726B (zh) | 一种以铝灰为原料的打渣剂及其制备方法 | |
| CN105274470B (zh) | 一种电解铝阳极钢爪保护环的稀土-铜-镍-铬多元共渗处理方法 | |
| CN107207357A (zh) | 具有高锆含量的熔融产品 | |
| CN113388864B (zh) | 一种低炭渣铝电解用炭素阳极及其制备方法 | |
| CN103060848B (zh) | 一种人造炉膛铝电解槽 | |
| Padamata et al. | Primary Production of Aluminium with Oxygen Evolving Anodes | |
| CN102304725A (zh) | 具有硼化钛-碳涂层的电解阴极及其制备方法 | |
| US4049511A (en) | Protective material made of corundum crystals | |
| US7112269B2 (en) | Measuring duct offgas temperatures to improve electrolytic cell energy efficiency | |
| CN102817044A (zh) | 一种铝用电解质及其使用方法 | |
| CN109797318B (zh) | 一种制备Al3Ti增强铝基材料的方法 | |
| CN102603341B (zh) | 用于铝电解槽侧壁的熔铸刚玉—尖晶石砖及其制备方法 | |
| CN101270482A (zh) | 一种铝电解槽的启动方法 | |
| Li et al. | Preparation and characterization of low-cost refractories for aluminum-melting-furnace linings from ferrotitanium slag | |
| Xianxi | Inert Anodes for Aluminum Electrolysis | |
| CN107988499B (zh) | 熔盐热还原法制备铝铒中间合金的方法 | |
| US4170533A (en) | Refractory article for electrolysis with a protective coating made of corundum crystals | |
| US8440059B2 (en) | Electrolytic cell for obtaining aluminium | |
| CN110526714B (zh) | 一种铝电解槽阴极用碳化硅捣打糊及其制备方法 | |
| CN103951435B (zh) | 一种铝电解用TiB2基复合阴极材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100120 Termination date: 20130426 |