CN102586806A - 一种资源节约型焦粒焙烧启动方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种资源节约型焦粒焙烧启动方法，该启动方法是在干法启动槽或湿法启动槽的装炉、焙烧、启动和启动后期管理过程中，将电解质或电解质与纯碱、氧化铝及阳极清理氧化铝面壳块中的一种或几种进行掺配后填充到电解槽、阳极和阴极上或相互之间的间隙内。本发明通过从装炉、焙烧、启动和启动后期管理过程中，针对不同阶段将电解质粉或电解质块与纯碱、氧化铝及阳极清理面壳块等一种或几种进行掺配后根据需要填充到电解槽、阳极块、阴极块等地方，从而实现在电解质产品的完全使用，同时，本发明还采用低电阻焦粒层技术，最终实现了节约资源和降低能耗的目的。

Description

一种资源节约型焦粒焙烧启动方法

技术领域

    本发明属于有色金属冶金铝电解焙烧技术领域,特别是涉及一种资源节约型焦粒焙烧启动方法。 

背景技术

在铝电解槽焙烧启动工艺中，国内近十年内开始由传统铝液焙烧转向焦粒焙烧技术。 

但是，在电解槽的焙烧启动过程中，如何最大可能减小废物产生，实现资源重复利用，创造资源节约型焙烧启动技术还有待深化。尤其是如何在装炉、焙烧、启动、启动后期管理过程中有效使用电解副产品——电解质取代冰晶石技术应用、减小装炉过程中焦粒使用数量、使用电解生产危废——废旧阴极炭块颗粒用于装炉、减小分流量的基础上，实现符合焙烧升温曲线的焙烧是我们急需解决的问题。近2年，在焙烧过程中加大了电解副产品——电解质的使用，减小了冰晶石的使用。但是该技术应用方面还存在一定误区，未能真正实现全电解质的使用。 

专利《一种铝电解槽全电解质焙烧方法》（CN101240431B）中提到了利用电解质取代冰晶石，也提出解决方法，但只是对取代冰晶石使用的一个环节——装炉环节进行了要求。实际过程中，电解质用于取代冰晶石数量并非主要存在于装炉环节。 

专利《铝电解槽电解质块焙烧启动的方法》（申请号：2009100661145）中提到在现有冰晶石焙烧启动技术基础上将冰晶石全部更换成电解质、阳极保温覆盖料仍采用冰晶石。这首先和电解质焙烧基本原则是相违备的，也是国内部分厂家仍采用的不科学方法。电解质焙烧是个资源节约型技术，也是节能和改进焙烧质量的方法。无论电解质或电解质块在初始焙烧过程中熔化难度都比冰晶石大（板结或比表面积等动力学问题）。故在传统焙烧方法中全槽装料（包括中缝和阳极间缝），要让电解质熔化，电解槽温度要求较高，易出现局部过热等问题，或者部分物料熔不了，影响启动过程。因此，除了在无液态电解质启动电解槽外（干法启动），是不应该使用的；通常国内传统焙烧方法多在4天或5天，而电解质焙烧由于理念不同，通常在3天左右即可完成焙烧过程。 

专利《铝电解槽废旧阴极炭块应用于电解槽焙烧两极导电材料及方法》（公开号CN101302628）中提到铝电解槽废旧阴极炭块应用于电解槽焙烧两极导电材料，可以实现危废的资源化利用，但是该技术通常会出现废旧阴极炭块颗粒无法捞出，造成电解质含碳，转化为热槽的现象，其关键点应对每台槽掺配量进行限定，否则按传统做法难以使用。 

发明内容

本发明的目的就在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种，该方法真正实现电解槽焙烧启动过程中电解质完全取代冰晶石的资源节约型焦粒焙烧启动方法。 

为实现上述发明目的所采取的技术方案为： 

一种资源节约型焦粒焙烧启动方法，其特征是在干法启动槽的装炉、焙烧、启动和启动后期管理过程中，将电解质或电解质与纯碱、氧化铝及阳极清理氧化铝面壳块中的一种或几种进行掺配后填充到电解槽、阳极和阴极上或相互之间的间隙内；上述装炉时，采用粒度小于2mm的电解质粉和纯碱进行充分掺配，掺配按照分子比为2.8进行，然后填充在阳极碳块周边的槽膛空间、阳极中缝和阳极间缝，并覆盖在阳极上进行阳极覆盖保温；上述焙烧中，在焙烧72小时后，采用点抬电压增加热收入，同时在电解槽边部、阳极中缝或阳极间缝的电解质化空处，补充电解质粉和纯碱的混和料，混和料按照分子比为2.8进行掺配，焙烧时间96-120小时；上述焙烧中，采用装炉时增加焦粒层电阻增加热收入，焙烧时间96-120小时；上述启动过程中，在保证阳极底掌全部和液态电解质接触情况下，提升电压在8伏以下，同时将粒度小于2mm的电解质粉和纯碱的掺配料按分子比2.8进行掺配加入槽内；或者粒度为20mm-100mm的电解质块从高温处均匀加入电解槽内，同时需按分子比为2.8进行纯碱补充；上述启动后期管理过程中，在换极时，增加边部加工壳面长度为3-5组阳极宽度，然后从边部补加粒度为20mm-100mm的电解质块。

一种资源节约型焦粒焙烧启动方法，其特征是在湿法启动槽的装炉、焙烧、启动和启动后期管理过程中，将电解质或电解质与纯碱、氧化铝及阳极清理氧化铝面壳块中的一种或几种进行掺配后填充到电解槽、阳极和阴极上或相互之间的间隙内；上述装炉时，采用粒度为20mm-100mm的电解质块和纯碱进行充分掺配，然后填充在阳极和电解槽槽膛四周空隙，采用耐火材料覆盖封堵全部阳极中缝和阳极间缝，采用粒度小于2mm的电解质粉掺配5-30%氧化铝粉进行阳极表面覆盖保温；上述装炉时，采用粒度为20mm-100mm的电解质块和纯碱进行充分掺配，然后填充在阳极和电解槽槽膛四周空隙，采用耐火材料覆盖封堵全部阳极中缝和阳极间缝，采用粒度小于2mm的阳极清理氧化铝面壳块粉进行阳极覆盖，要求阳极清理氧化铝面壳粉中氧化铝含量小于50%；上述焙烧时间48-96小时，焙烧中采用低电阻焦粒层，焦粒层厚度5－15mm, 所述焦粒为煅后石油焦、石墨碎、废旧阴极破碎料、阳极碳块破碎料和石墨化焦中的一种或几种的混合，焦粒粒度为1－5mm；上述启动过程中，先补充液态电解质灌入启动槽，适当提升电压在8伏以下，待电解槽加工面电解质化空时，将粒度小于2mm的电解质粉和纯碱的掺配料按分子比2.8进行掺配加入槽内；或者粒度为20mm-100mm的电解质块从高温处均匀加入电解槽内，同时需按分子比为2.8进行纯碱补充；上述启动后期管理过程中，在换极时，增加边部加工壳面长度为3-5组阳极宽度，然后从边部补加粒度为20mm-100mm的电解质块。 

本发明通过从装炉、焙烧、启动和启动后期管理过程中，针对不同阶段将电解质粉或电解质块与纯碱、氧化铝及阳极清理面壳块等一种或几种进行掺配后根据需要填充到电解槽、阳极块、阴极块等地方，从而实现电解质产品的完全使用，同时，本发明还采用低电阻焦粒层技术，最终实现了节约资源和降低能耗的目的。 

具体实施方式

本发明的资源节约型焦粒焙烧启动方法，包含了干法启动槽和湿法启动槽，主要技术特点在于在装炉、焙烧、启动和启动后期管理过程中，将电解质或电解质与纯碱、氧化铝及阳极清理氧化铝面壳块中的一种或几种进行掺配后填充到电解槽、阳极和阴极上或相互之间的间隙内。具体措施为： 

1、对于湿法启动槽装炉采用低电阻焦粒层，故而在装炉过程中，使用焦粒粒度为1－5mm的煅后石油焦、石墨碎、废旧阴极破碎料、阳极碳块破碎料和石墨化焦中的一种或几种的混合，铺设厚度为保证阳极底掌和阴极炭块表面紧密接触为准，铺设厚度为5－15mm。

2、装炉工作对于干法启动槽，可使用电解质料（1mm-5mm）和纯碱进行掺配，然后填充在阳极碳块周边的槽膛空间、阳极中缝和阳极间缝，并覆盖在阳极上进行阳极覆盖保温，掺配比例按分子为2.8为准。其他未述部分装炉和传统装炉相同。 

装炉工作对于湿法启动槽，采用粒度为20mm-100mm的电解质块和纯碱进行充分掺配，然后填充在阳极和电解槽槽膛四周空隙；采用耐火材料封堵全部阳极中缝和阳极间缝，防止物料漏到槽内；采用粒度小于2mm的电解质粉掺配5-30%氧化铝粉进行阳极表面覆盖保温，或者采用阳极清理氧化铝面壳块粉进行阳极覆盖，要求阳极清理氧化铝面壳块粉中氧化铝含量小于50%，粒度小于2mm。 

3、电解槽分流量主要依据设定升温梯度进行调整。包括分流量及分流装置拆除时间的调整等。按各厂习惯安装软连接。分流量0－30％，分流装置拆除在升温梯度小于20度／小时后依次进行。 

4、焙烧 

干法启动槽的焙烧时间96-120小时。通电后，当干法启动槽局部电解质化空后，可补加部分电解质。一般是在焙烧72小时后，为加快电解质熔化，可在槽内产生电解质后对电压进行点动，增加热收入，同时在电解槽边部、阳极中缝或阳极间缝的电解质化空处，补充电解质粉和纯碱，电解质和纯碱掺配按分子比达2.8为准，要求化空处及时补充，尽量增加可添加电解质数量，利于启动过程。如不采用焙烧72小时后点抬电压措施，也可采用装炉时增加焦粒层电阻增加热收入，焙烧时间96-120小时。

对于湿法启动槽在焙烧过程中，不需要进行补料工作，焙烧48-96小时，可实现槽体焙烧目标。 

5、启动是指焙烧结束，槽电压提升到灌铝完毕这一阶段采用的技术措施。 

对于干法启动槽，在保证阳极底掌全部和液态电解质接触情况下，提升电压在8伏以下，同时将大量粒度小于2mm的电解质粉和纯碱掺配料（掺配比例使分子比达2.8）或粒度为20mm-100mm的电解质块从大面等处均匀加入槽内，补加部分纯碱，使分子比达2.8，提高电解质水平。 

对于湿法启动槽，可先在其它槽抽取液态电解质灌入启动槽，适当提升电压在8伏以下，待电解槽加工面电解质化空时，补充粒度小于2mm的电解质粉和纯碱掺配料（掺配比例使分子比达2.8）或粒度为20mm-100mm电解质块，补加部分纯碱，使分子比达2.8，提高电解质水平达到需求高度。 

6、启动槽提升电压后，对于电解质总量不足电解槽，无论干法、湿法，需向槽内添加固体电解质，利用启动过程熔化电解质，确保启动液态电解质总量。 

7、对于进行启动后期管理电解槽，随电解质向炉衬渗透、电解质形成固体炉帮、电解质渗透进入保温料等原因，槽内液态电解质高度会降低，为保证正常技术条件，需在换极过程中，增加边部加工壳面长度，从边部补加电解质块，实现启动后期电解质总量的补充。 

以下是本发明的具体实施方式： 

某300KA电解槽，利用2-4mm煅后焦掺配30%废旧阴极破碎料（2-4mm）进行阳极和阴极间导电材料铺设，铺设厚度12mm，铺设总量在350公斤。

利用60mm左右粒度电解质块和纯碱掺配进行装炉，所用电解质粉块化学成分为氟化钙7%、氧化铝3%、分子比2.6.故掺配纯碱数量按15%重量比进行。 

采用6组钢制分流器钢带进行分流，最大分流量在30%；通电后，冲击电压3.8伏，大约24小时后进行分流器拆除，24小时内拆除完分流器，到72小时时，槽电压达2.1伏，槽体温度在920℃，具备启动条件。紧好卡具，拆除软连接。 

将启动前24小时安排部分电解槽添加电解质，略提升电压进行启动电解质准备，分两次抽取电解质15吨灌入启动槽，提升电压在8-6.3伏，据启动槽熔化情况及电解质总量情况，需补充固体电解质约15吨；启动后期随电解质收缩，通过换极时的边部加工向槽内补充固体电解质约10吨。 

Claims (13)

1. 一种资源节约型焦粒焙烧启动方法，其特征是在干法启动槽的装炉、焙烧、启动和启动后期管理过程中，将电解质或电解质与纯碱、氧化铝及阳极清理氧化铝面壳块中的一种或几种进行掺配后填充到电解槽、阳极和阴极上或相互之间的间隙内。

2.按照权利要求1所述的资源节约型焦粒焙烧启动方法，其特征是：上述装炉时，采用粒度小于2mm的电解质粉和纯碱进行充分掺配，掺配按照分子比为2.8进行，然后填充在阳极碳块周边的槽膛空间、阳极中缝和阳极间缝，并覆盖在阳极上进行阳极覆盖保温。

3.按照权利要求1所述的资源节约型焦粒焙烧启动方法，其特征是：上述焙烧中，在焙烧72小时后，采用点抬电压增加热收入，同时在电解槽边部、阳极中缝或阳极间缝的电解质化空处，补充电解质粉和纯碱的混和料，混和料按照分子比为2.8进行掺配，焙烧时间96-120小时。

4.按照权利要求1所述的资源节约型焦粒焙烧启动方法，其特征是：上述焙烧中，采用装炉时增加焦粒层电阻增加热收入，焙烧时间96-120小时。

5.按照权利要求1所述的资源节约型焦粒焙烧启动方法，其特征是：上述启动过程中，在保证阳极底掌全部和液态电解质接触情况下，提升电压在8伏以下，同时将粒度小于2mm的电解质粉和纯碱的掺配料按分子比2.8进行掺配加入槽内；或者粒度为20mm-100mm的电解质块从高温处均匀加入电解槽内，同时需按分子比为2.8进行纯碱补充。

6.按照权利要求1所述的资源节约型焦粒焙烧启动方法，其特征是：上述启动后期管理过程中，在换极时，增加边部加工壳面长度为3-5组阳极宽度，然后从边部补加粒度为20mm-100mm的电解质块。

7.一种资源节约型焦粒焙烧启动方法，其特征是在湿法启动槽的装炉、焙烧、启动和启动后期管理过程中，将电解质或电解质与纯碱、氧化铝及阳极清理氧化铝面壳块中的一种或几种进行掺配后填充到电解槽、阳极和阴极上或相互之间的间隙内。

8.按照权利要求7所述的资源节约型焦粒焙烧启动方法，其特征是：上述装炉时，采用粒度为20mm-100mm的电解质块和纯碱进行充分掺配，然后填充在阳极和电解槽槽膛四周空隙，采用耐火材料覆盖封堵全部阳极中缝和阳极间缝，采用粒度小于2mm的电解质粉掺配5-30%氧化铝粉进行阳极表面覆盖保温。

9.按照权利要求7所述的资源节约型焦粒焙烧启动方法，其特征是：上述装炉时，采用粒度为20mm-100mm的电解质块和纯碱进行充分掺配，然后填充在阳极和电解槽槽膛四周空隙，采用耐火材料覆盖封堵全部阳极中缝和阳极间缝，采用粒度小于2mm的阳极清理氧化铝面壳块粉进行阳极覆盖，要求阳极清理氧化铝面壳粉中氧化铝含量小于50%。

10.按照权利要求7所述的资源节约型焦粒焙烧启动方法，其特征是：上述焙烧时间48-96小时。

11.按照权利要求7或10所述的资源节约型焦粒焙烧启动方法，其特征是：上述焙烧中采用低电阻焦粒层，焦粒层厚度5－15mm, 所述焦粒为煅后石油焦、石墨碎、废旧阴极破碎料、阳极碳块破碎料和石墨化焦中的一种或几种的混合，焦粒粒度为1－5mm。

12.按照权利要求7所述的资源节约型焦粒焙烧启动方法，其特征是：上述启动过程中，先补充液态电解质灌入启动槽，适当提升电压在8伏以下，待电解槽加工面电解质化空时，将粒度小于2mm的电解质粉和纯碱的掺配料按分子比2.8进行掺配加入槽内；或者粒度为20mm-100mm的电解质块从高温处均匀加入电解槽内，同时需按分子比为2.8进行纯碱补充。

13.按照权利要求7所述的资源节约型焦粒焙烧启动方法，其特征是：上述启动后期管理过程中，在换极时，增加边部加工壳面长度为3-5组阳极宽度，然后从边部补加粒度为20mm-100mm的电解质块。