CN102041525A - 一种异型阴极电解槽焙烧方法 - Google Patents

Abstract

本发明介绍了一种异型阴极电解槽装炉焙烧方法，在异型阴极棱条之间填充电解质碎块，填充的高度与异型阴极棱条平齐；在上述阴极极碳块和固体电解质碎块上铺一层焦粒，压下阳极碳块；然后通电，电解槽在电流的作用下产生热量，固体电解质碎块熔化形成能够导电的电解质熔液，进入阴极棱条中间的空腔中；最后向电解槽内加入电解质，完成焙烧过程。本发明的方法焙烧的效果良好，安全、可靠、能够在生产中实际应用，极大地节省了阳极碳块；节省了劳动力成本，避免了铁质进入电解槽对电解过程的影响；也减少了启动时灌入的电解质数量，无形中减少了对其他电解槽的影响。

Description

一种异型阴极电解槽焙烧方法

 

技术领域

     本发明涉及一种电解技术，特别是一种异型阴极电解槽焙烧方法。

背景技术

异型阴极电解槽是一种新型的电解槽，是国内电解铝领域的最新科研成果。是铝电解槽阴极领域节能的技术潮流和发展方向，具有极强的发展前景和节能效果。

但是，电解铝厂的生产实践中，电解槽在使用异型阴极技术也存在着一些弊端。异型阴极电解槽的节能效果有目共睹，其启动方法方法不一，有燃气焙烧法、以阳极碳块作为填充物的焦粒焙烧法。燃气焙烧法，耗资大，且升温幅度过快、不均匀。以阳极碳块作为填充物的焦粒焙烧法，也有很多技术问题需要解决。一是在电解槽的启动过程中，在异型阴极上部的凹槽内填充了大量均匀的阳极碳块，以10吨电解质左右的电解槽为例，启动每台槽需要阳极碳块三吨左右，浪费了大量物料；二是在电解槽启动后，阳极底部的碳块仍然藏匿在槽子内，必须用铁工具将其打捞出来，如果不及时打捞的话，有可能使阳极发生病变。这样，对于10吨电解质左右的电解槽，每没启动一台电解槽就要把20组阳极接连拔出，每次必须有30人以上轮流打捞碳块，浪费工具的同时，大大增加了工人的劳动强度；三是电解槽刚启动，在打捞碳块的过程中，使用的工具均为铁质材料，容易使得铁质化入电解槽内，增加槽内的铁含量，很大程度上对电解槽启动初期的管理造成影响，继而破坏技术条件。

 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种异型阴极电解槽装炉焙烧方法，从而可以在保证电解槽能够良好焙烧的前提下，尽可能的将少焙烧成本，降低工人劳动强度，减少原物料浪费。

为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明的一种异型阴极电解槽焙烧方法，特征在于包括：

1、在异型阴极电解槽阴极凹槽中填满电解质碎块，填充的高度与异型阴极棱条平齐；

 2、在阴极棱条和电解质碎块上铺上焦粒，焦粒的厚度为10-20mm；

3、填充以及铺焦粒完毕后，进行通电，电解槽在电流的作用下产生热量，作为异型阴极棱条与棱条之间填充的固体电解质碎块会在热量的作用下逐渐熔化，形成能够导电的电解质熔液；

4、加入的固体电解质融化后，向电解槽内加入融化的电解质或者继续加入固体电解质，使电解液达到规定的量；

5、异型阴极电解槽在经过焙烧84~108小时后，内衬经过升温焦化，电解质温度达到900℃，完成焙烧。

本专利所述的固体电解质，均是指电解铝所用固体电解质。

本发明的一种异型阴极电解槽焙烧方法，其改进的技术方案是：在电解槽阳极上加装一级分流器。加装流器的目的是因为异性阴极电解槽在通电初期，由于阳极碳快、焦粒等在常温状态下导电能力较差，使电解槽导电能力较低，为了使电解槽通电安全进行，加装一级分流器进行电流分流，改善系列电流的导电情况。

本发明的一种异型阴极电解槽焙烧方法，进一步改进的技术方案是：在电解槽阳极上加装二级分流器。更进一步的，一级分流器导电量为总电量的40%-60%，二级分流器导电量为总电量的15%-20%。

本发明的一种异型阴极电解槽焙烧方法，其改进的技术方案还可以是：电解槽的异型阴极的凸台顶部面积大于等于电解槽阴极表面面积的50%。

本发明的一种异型阴极电解槽焙烧方法，其具体的技术方案是：在焙烧中电压控制在2.2~3.7v，焙烧总时间定为96小时，电解质温度达到900℃，焙烧结束。然后向电解槽内加入融化的电解质，开始电解槽的启动。

本发明的一种异型阴极电解槽焙烧方法，技术方案中的电解槽均为电解铝工艺的电解槽。

通过采用上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：

本发明的异型阴极电解槽焙烧方法，焙烧的效果良好，安全、可靠、能够在生产中实际应用。实际应用中，以往需要3吨阳极碎块才能完成焙烧的电解槽，现在不需要阳极碳块就能够完成焙烧任务；更不用进行打捞碳块作业，避免了铁质进入电解槽对电解过程的影响；同时，异型阴极棱条与棱条之间的电解质碎块的充分融化，由于原有技术的电解质一般都是从其他电解槽转移过来的，也减少了启动时电解质灌入的量，无形中减少了由于培养电解质对其他电解槽的影响。

附图说明

图1是本发明的异型阴极电解槽填充阳极碳块和电解质的示意图。

1、阳极钢爪，2、阳极碳块，3、焦粒层，4、电解质填充部分，5、异型阴极炭块形状

图2是实施例焙烧后通电电压变化曲线图。

图3是实施例焙烧后211#电解槽通电温度变化压曲线图。

图中，A、B表示电解槽测温点，烟道端、出铝端表示电解槽的方位名称。

具体实施方式

实施例1

在300KA电解槽的基础上，对电解槽阴极进行改良，采用异型阴极。异型阴极电解槽炉膛内径：长14800cm，宽3080cm。异型阴极棱的高度为10cm，长为140cm，宽31cm，每台电解槽内部有50条棱条，棱条与棱条之间的距离为14cm。该电解槽使用阳极为20组双阳极，每块阳极长156cm，宽65cm，高为51cm。电解槽编号为411#。电解质块均是指电解铝所用固体电解质。

异型阴极电解槽焙烧方法，试验步骤及结果如下：

1、装电解质  在阴极棱条中间转入电解质块，电解质块要求粒径在3-5mm，填实并震压，其平面与阴极棱条保持在一个水平面上。填满后，认真清扫阴极极表面，直至棱条上干净、无附着物；

2、在阴极棱条和电解质碎块上铺上焦粒，焦粒的厚度为12mm；

3、填充完毕后，进行通电，电压为2.2~3.7v左右，电解槽在电流的作用下产生热量，电解质碎块在碳块电流放热热量的作用下逐渐熔化，形成能够导电的电解质熔液。

 4、异型阴极电解槽炉膛升温均匀96小时，电解质温度达到900℃，完成焙烧过程，对电解槽进行启动。

实施例2

电解槽同实施例1，但是在电解槽的阳极上加装一二级分流器和二级分流器，一级分流器导电量为总电量的50%，二级分流器导电量为总电量的15%。电解槽编号为211#。

异型阴极电解槽焙烧方法，试验步骤及结果如下：

1、装电解质  在阴极棱条中间转入电解质块，电解质块要求粒径在3-5mm，填实并震压，其平面与阴极棱条保持在一个水平面上。填满后，认真清扫阴极极表面，直至棱条上干净、无附着物；

2、在阴极棱条和电解质碎块上铺上焦粒，焦粒的厚度为10-20mm；

3、填充完毕后，进行通电，电压为2.2~3.7v左右，电解槽在电流的作用下产生热量，电解质碎块在碳块电流放热热量的作用下逐渐熔化，形成能够导电的电解质熔液。

 4、异型阴极电解槽炉膛升温均匀96小时，电解质温度达到900℃，完成焙烧过程，对电解槽进行启动。

焙烧效果：

 以两个电解槽为例，通电后其电压变化曲线如图2所示，211槽升温曲线如图3所示。

图中可以看出，通电后冲击电压电压仅有3.24伏，在可控范围之内，

焙烧时电解槽升温均匀，没有出现偏流现象。

Claims (8)

1.一种异型阴极电解槽焙烧方法，特征在于包括：

（1）、在异型阴极电解槽阴极凹槽中填满电解质碎块，填充的高度与异型阴极棱条平齐；

（2）、在阴极棱条和电解质碎块上铺上焦粒，焦粒的厚度为10-20mm；

（3）、填充以及铺焦粒等完毕后，进行通电，电解槽在电流的作用下产生热量，作为异型阴极棱条与棱条之间填充的固体电解质碎块会在热量的作用下逐渐熔化，形成能够导电的电解质熔液；

（4）、加入的固体电解质融化后，向电解槽内加入融化的电解质或者继续加入固体电解质，使电解液达到规定的量；

（5）、异型阴极电解槽在经过焙烧84~108小时后，内衬经过升温焦化，电解质温度达到900℃，完成焙烧。

2.根据权利要求1所述异型阴极电解槽焙烧方法，其特征是：所述的固体电解质是指电解铝所用固体电解质。

3.根据权利要求1所述异型阴极电解槽焙烧方法，其特征是：在电解槽阳极上加装一级分流器。

4.根据权利要求3所述异型阴极电解槽焙烧方法，其特征是：在电解槽阳极上加装二级分流器。

5.根据权利要求4所述异型阴极电解槽焙烧方法，其特征是：所述的一级分流器导电量为总电量的40%-60%，二级分流器导电量为总电量的15%-20%。

6.根据权利要求1、2、3、4或5任一项所述异型阴极电解槽焙烧方法，其特征是：所述的电解槽的异型阴极的凸台顶部面积大于等于电解槽阴极表面面积的50%。

7.根据权利要求1、2、3、4或5任一项所述异型阴极电解槽焙烧方法，其特征是：所述的电解槽为电解铝工艺的电解槽。

8.根据权利要求6所述异型阴极电解槽焙烧方法，其特征是：所述的电解槽为电解铝工艺的电解槽。

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