CN103276408B - 用于500ka电解槽的高质量预焙阳极制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于500KA电解槽的高质量预焙阳极制备方法，该方法包括以下步骤：⑴将石油焦按不同产地分别存储在不同库位；⑵将粒度大于200mm的石油焦块用大锤打碎，粒度小于200mm的石油焦块进行筛分，粒度70mm以下石油焦直接进入石油焦输送皮带，而粒度大于70mm石油焦进行二次破碎，使粒度成为70mm以下后进入石油焦皮带输送机；⑶不同石油焦送入到指定的混配仓，每个混配仓放置一种产地的石油焦，共4个混配仓，且每个混配仓的底部设有一台皮带计量秤；⑷制备煅后焦；⑸制备粗焦、中焦、细焦和粉焦；⑹制备出锅糊料；⑺制备冷却后的糊料；⑻制备生坯；⑼将生坯送入堆垛库堆垛；⑽将生坯焙烧，得到预焙阳极。本发明可满足电解生产需求、确保电解槽安全稳定运行。

Description

用于500KA电解槽的高质量预焙阳极制备方法

技术领域

本发明涉及电解槽用预焙阳极的生产领域，尤其涉及用于500KA电解槽的高质量预焙阳极制备方法。

背景技术

500KA电解槽是我国当前最先进的超大型电解槽，它成功地解决了磁流体稳定性问题、热平衡问题和槽壳变形问题等，具有能耗低（不高于12500KWH/t-Al）、电流密度高（不低于0.8A/cm²）、电流效率高（不低于94%）的特点。目前，我国已建或在建的500KA电解槽企业有中国铝业连城分公司、酒钢东兴铝业公司、新疆东方希望铝业、新疆天山铝业、新疆信发铝业、新疆神火集团、新疆其亚铝业集团等，这些铝厂从2010年开始启动建设，2012年底陆续投产，但在投产过程中出现阳极掉渣掉块严重、使用周期短（25天至28天）、电解质发热等问题。有资料报道，病态电解槽中有60%源于阳极本体质量。从理论上计算，生产每吨铝需要消耗阳极334kg，实际上阳极总消耗500~550kg/t-Al，净消耗400~430 kg/t-Al。阳极消耗主要包括电化学反应约占80%，氧化反应消耗4~17%，掉渣以及机械损失。在国外，衡量阳极质量的标准早已不再局限于我国行业标准（YS/T 285-2007）中的七项指标，增加了空气渗透率、导热性、二氧化碳反应性、空气反应性和微量元素等指标，检验阳极使用效果时也明确提出了掉渣量指标。这对阳极质量的要求又提高到了一个新的高度。

目前，500KA电解槽用预焙阳极的生产存在下述问题：⑴石油焦粒度偏细，在石油焦破碎过程中，细粒石油焦存在二次破碎问题；⑵在石油焦混配过程中采用天车或转载机在原料库中混配，混配精度低，煅后焦质量波动大，尤其是微量元素指标波动大；⑶500KA电解槽用预焙阳极产品规格大（1750×740×620mm），生块单重达到了1230kg，挥发份含量高达86.1kg，每台焙烧炉装168块或147块，焙烧炉每个炉室内生块挥发份含量达到了14464.8kg或12656.7kg， 较500KA以下电解槽用预焙阳极高了3292.8kg或2881.2kg，挥发份燃烧不充分，造成在焙烧过程中排烟架、烟道和除尘器上粘附大量的焦油，着火隐患大，产品焙烧质量差的问题；⑷现有500KA电解槽用预焙阳极使用周期短（25天至28天），掉渣量大（10kg/h以上），很难满足当前电解生产需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种满足电解生产需求、确保电解槽安全稳定运行的用于500KA电解槽的高质量预焙阳极制备方法。

为解决上述问题，本发明所述的用于500KA电解槽的高质量预焙阳极制备方法，包括以下步骤：

⑴将制备预焙阳极所用的石油焦按不同产地分别存储在原料库的不同库位；

⑵用抓斗天车分别将不同产地的石油焦放到带有格筛的漏斗，粒度大于200mm的石油焦块用大锤打碎，粒度小于200mm的石油焦块进入漏斗，并通过振动筛分给料机将石油焦进行筛分，粒度70mm以下的石油焦直接进入石油焦输送皮带，而粒度大于70mm的石油焦则进入双齿辊破碎机进行二次破碎，使其粒度成为70mm以下后进入所述石油焦皮带输送机；

⑶所述石油焦皮带输送机将破碎后的不同石油焦送入到指定的混配仓，每个混配仓放置一种产地的石油焦，共4个混配仓，且每个混配仓的底部设有一台皮带计量秤；

⑷将不同产地石油焦按照配方要求通过所述皮带计量秤进行精确配料后，由输送皮带输送到煅烧炉按常规工艺在1200~1350℃温度下进行煅烧，得到煅后焦；

⑸将所述煅后焦中的一部分通过振动筛筛分为粗焦、中焦和细焦，粗焦和中焦纯度控制在85%以上，细焦纯度不控制；所述煅后焦中的余下部分通过球磨机磨成细粉，得到粉焦，该粉焦纯度控制在65±5%；

⑹将所述粗焦、中焦、细焦和粉焦各级物料按照配方要求进行配料，配好的各级物料在双层混捏锅的上层进行预热、干混，使其温度加热至130~150℃，即得干料；然后把加热好的所述干料放入所述双层混捏锅的下层，并加入沥青进行湿混，沥青的用量占糊料总重量的15±1%，湿混结束时的糊料温度控制在160~175℃，出锅；

⑺将所述出锅的糊料通过皮带输送机送入均温锅进行凉料，使糊料温度降低到140~150℃，得到冷却后的糊料；

⑻将所述冷却后的糊料放入到移动料斗秤进行称重，重量的控制标准即是生块的单重，并送入成型机模具，经振动成型得到生坯；

⑼将所述生坯通过悬链运输机送入冷却水池冷却至常温后，再通过板链运输机送入堆垛库堆垛；

⑽将所述生坯填充炭碗后，经过编组机编组，通过多功能天车进行装炉、焙烧，焙烧采用32h~40h周期曲线，升温速率为10~13℃/h，1P火道终温为680℃~750℃，5P、6P为最高温度保温阶段，最终使制品温度达到了1080℃~1100℃，即得预焙阳极。

所述步骤⑴中的石油焦为硫含量小于2.5%、钒含量小于300PPm、钠含量小于200PPm的低硫低钒石油焦。

所述步骤⑷中的煅烧炉是指罐式煅烧炉或回转窑煅烧炉。

所述步骤⑹中的沥青为液体沥青。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明在石油焦破碎之前增加了振动筛分给料机，该将振动筛分给料机可将70mm以下的石油焦颗粒提前筛分出去，而大于70mm的石油焦颗粒则进入破碎机进行破碎，从而避免了70mm以下石油焦的二次破碎。在当前石油焦普遍偏细的情况下，最大限度的保证了石油焦的粒度，为石油焦煅烧和生阳极成型创造有利条件。

2、本发明在煅烧前按不同产地一一对应配置了混配仓，并在混配仓下设置了皮带秤，从而使得石油焦达到精确混配，改变了以往粗放式混配方式，提高了配料的精度和质量稳定性。

3、采用硫含量小于2.0%、钒含量小于250PPm、钠含量小于200PPm的低硫低钒石油焦，降低了硫对环境的危害，降低了碱性元素对阳极在使用过程中的催化氧化作用，有效提高了阳极的抗氧化性。

4、本发明在生阳极成型时才用了预热型双层混捏锅，从而提高了干料温度，改善了混捏效果，提高了糊料塑性，提高了生阳极的均质性。

5、本发明在焙烧过程中，提高了1P升温速率，提高了火道温度和预热空气量，使挥发份充分燃烧，不但避免了焦油的析出，避免了排烟架、烟道和除尘器着火的隐患，而且使得煤气单耗从170m3/t-c降低到了130m3/t-c以内，降低了生产成本。

6、本发明将5P升温阶段转变为保温阶段，延长了阳极在焙烧炉中的高温保温时间，使得保温结束后阳极温度达到了1080℃以上，比传统阳极的焙烧温度提高了30℃，从而确保了焙烧质量，保证了阳极焙烧的均质性。

7、本发明所得阳极在500KA电解槽上使用周期得到了有效延长（阳极使用周期延长到了31天），掉渣量明显减少（掉渣量降低到了3kg/h以下），有效改善了电解铝的操作强度，确保了电解槽的安全稳定运行，改善了劳动环境，形成了电解厂和阳极厂互惠共赢的局面。

具体实施方式

用于500KA电解槽的高质量预焙阳极制备方法，包括以下步骤：

⑴将制备预焙阳极所用的石油焦按不同产地分别存储在原料库的不同库位。

其中：石油焦为硫含量小于2.5%、钒含量小于300PPm、钠含量小于200PPm的低硫低钒石油焦。

⑵用抓斗天车分别将不同产地的石油焦放到带有格筛的漏斗，粒度大于200mm的石油焦块用大锤打碎，粒度小于200mm的石油焦块进入漏斗，并通过振动筛分给料机将石油焦进行筛分，粒度70mm以下的石油焦直接进入石油焦输送皮带，而粒度大于70mm的石油焦则进入双齿辊破碎机进行二次破碎，使其粒度成为70mm以下后进入石油焦皮带输送机。

⑶石油焦皮带输送机将破碎后的不同石油焦送入到指定的混配仓，每个混配仓放置一种产地的石油焦，共4个混配仓，且每个混配仓的底部设有一台皮带计量秤。

⑷将不同产地石油焦按照配方要求通过皮带计量秤进行精确配料后，由输送皮带输送到煅烧炉按常规工艺在1200~1350℃温度下进行煅烧，得到煅后焦。

其中：煅烧炉是指罐式煅烧炉或回转窑煅烧炉。

⑸将煅后焦中的一部分通过振动筛筛分为粗焦、中焦和细焦，粗焦和中焦纯度控制在85%以上，细焦纯度不控制；煅后焦中的余下部分通过球磨机磨成细粉，得到粉焦，该粉焦纯度控制在65±5%。

⑹将粗焦、中焦、细焦和粉焦各级物料按照配方要求进行配料，配好的各级物料在双层混捏锅的上层进行预热、干混，使其温度加热至130~150℃，即得干料；然后把加热好的干料放入所述双层混捏锅的下层，并加入沥青进行湿混，沥青的用量占糊料总重量的15±1%，湿混结束时的糊料温度控制在160~175℃，出锅。

其中：沥青为液体沥青。

⑺将出锅的糊料通过皮带输送机送入均温锅进行凉料，使糊料温度降低到140~150℃，得到冷却后的糊料。

⑻将冷却后的糊料放入到移动料斗秤进行称重，重量的控制标准即是生块的单重，并送入成型机模具，经振动成型得到生坯。

⑼将生坯通过悬链运输机送入冷却水池冷却至常温后，再通过板链运输机送入堆垛库堆垛。

⑽将生坯填充炭碗后，经过编组机编组，通过多功能天车进行装炉、焙烧，焙烧采用32h~40h周期曲线，升温速率为10~13℃/h，1P火道终温为680℃~750℃，5P、6P为最高温度保温阶段，最终使制品温度达到了1080℃~1100℃，即得预焙阳极。

Claims (1)

1.用于500KA电解槽的高质量预焙阳极制备方法，包括以下步骤：

⑴将制备预焙阳极所用的石油焦按不同产地分别存储在原料库的不同库位；所述石油焦为硫含量小于2.5%、钒含量小于300PPm、钠含量小于200PPm的低硫低钒石油焦；

⑵用抓斗天车分别将不同产地的石油焦放到带有格筛的漏斗，粒度大于200mm的石油焦块用大锤打碎，粒度小于200mm的石油焦块进入漏斗，并通过振动筛分给料机将石油焦进行筛分，粒度70mm以下的石油焦直接进入石油焦输送皮带，而粒度大于70mm的石油焦则进入双齿辊破碎机进行二次破碎，使其粒度成为70mm以下后进入所述石油焦皮带输送机；

⑶所述石油焦皮带输送机将破碎后的不同石油焦送入到指定的混配仓，每个混配仓放置一种产地的石油焦，共4个混配仓，且每个混配仓的底部设有一台皮带计量秤；

⑷将不同产地石油焦按照配方要求通过所述皮带计量秤进行精确配料后，由输送皮带输送到煅烧炉按常规工艺在1200~1350℃温度下进行煅烧，得到煅后焦；所述煅烧炉是指罐式煅烧炉或回转窑煅烧炉；

⑸将所述煅后焦中的一部分通过振动筛筛分为粗焦、中焦和细焦，粗焦和中焦纯度控制在85%以上，细焦纯度不控制；所述煅后焦中的余下部分通过球磨机磨成细粉，得到粉焦，该粉焦纯度控制在65±5%；

⑹将所述粗焦、中焦、细焦和粉焦各级物料按照配方要求进行配料，配好的各级物料在双层混捏锅的上层进行预热、干混，使其温度加热至130~150℃，即得干料；然后把加热好的所述干料放入所述双层混捏锅的下层，并加入沥青进行湿混，沥青的用量占糊料总重量的15±1%，湿混结束时的糊料温度控制在160~175℃，出锅；所述沥青为液体沥青；

⑺将所述出锅的糊料通过皮带输送机送入均温锅进行凉料，使糊料温度降低到140~150℃，得到冷却后的糊料；

⑻将所述冷却后的糊料放入到移动料斗秤进行称重，重量的控制标准即是生块的单重，并送入成型机模具，经振动成型得到生坯；

⑼将所述生坯通过悬链运输机送入冷却水池冷却至常温后，再通过板链运输机送入堆垛库堆垛；

⑽将所述生坯填充炭碗后，经过编组机编组，通过多功能天车进行装炉、焙烧，焙烧采用32h~40h周期曲线，升温速率为10~13℃/h，1P火道终温为680℃~750℃，5P、6P为最高温度保温阶段，最终使制品温度达到了1080℃~1100℃，即得预焙阳极。