CN106319569B - 铝用阳极表面抗氧化剂的制备工艺及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铝用阳极表面抗氧化剂的制备工艺及使用方法，该抗氧化剂的制备采用煅烧石油焦球磨粉为碳基原料，以高锰酸钾为氧化改性剂，首先将高锰酸钾溶解于工业软化水中，再向其中加入碳基原料，在带有搅拌的反应器中于室温下进行氧化改性反应，反应结束后以稀盐酸洗涤产物以除去二氧化锰副产物，再经工业软化水洗涤除去残留的无机盐离子以得到最终产品。采用该制备工艺生产的碳基铝用阳极表面抗氧化剂可有效提高阳极制品的空气反应性残余率，降低阳极净耗。

Description

铝用阳极表面抗氧化剂的制备工艺及使用方法

技术领域

本发明涉及抗氧化剂的制备工艺，尤其涉及一种铝电解用预焙阳极表面抗氧化剂的制备工艺及使用方法，得到的抗氧化剂用于降低铝用阳极的空气反应消耗，从而减少阳极净耗。

背景技术

铝用阳极是铝电解生产的重要消耗品，降低阳极净耗是降低铝电解生产的有效途径之一。当前，生产铝电解用预焙阳极的原料石油焦品质不断恶化，石油焦中钒、镍等金属元素的含量不断提高，这些微量元素的存在会起到催化阳极氧化损耗的负面作用，使得阳极空气反应消耗成为铝电解生产中阳极净耗的重要部分，因而如何降低这一部分消耗已成为电解铝厂降低生产成本关注的重要问题。

在传统的铝电解生产工艺中通常采用阳极碳块上部覆盖氧化铝覆盖料的方式以减少空气与阳极的接触面积，进而控制氧化消耗，但单纯采用这种方式降低空气反应消耗依然有限，于是采用在阳极表面（或内部）沉积（或加入）惰性抗氧化剂（抗氧化添加剂）的方法以降低阳极净耗已成为研究热点。虽然已有大量的研究工作努力推广阳极表面抗氧化剂的产业化应用，但受限于铝基抗氧化剂的高生产成本和其它抗氧化剂污染原铝的问题，目前依然缺少适于规模化应用的阳极抗氧化剂。

发明内容

针对上述技术问题本发明提出一种铝用阳极表面抗氧化剂的制备工艺，目的是不使用高成本的原料，而且制备得到的碳基抗氧化剂不会污染原铝质量。

为达上述目的本发明铝用阳极表面抗氧化剂的制备工艺，包括原料选用煅烧石油焦球磨粉，氧化改性剂选用高锰酸钾；使用工业软化水首先溶解高锰酸钾，再加入煅烧石油焦球磨粉原料，于室温下充分搅拌，使高锰酸钾水溶液与球磨粉发生氧化还原反应，并吸附于其表面；之后通过真空过滤得到吸附有高锰酸钾的球磨粉混合物；球磨粉混合物干燥后经历煅烧过程，促使高锰酸钾充分氧化球磨粉表面，起到氧化改性作用；之后使用稀盐酸洗涤煅烧后的球磨粉混合物以去除氧化还原反应生成的二氧化锰副产物，最后使用工业软化水充分洗涤除去残余的无机盐离子得到碳基阳极抗氧化剂。

煅烧石油焦球磨粉颗粒粒径为200目以下。

高锰酸钾颗粒粒径小于0.5 mm。

煅烧石油焦球磨粉在高锰酸钾水溶液中被氧化改性，反应在搅拌条件下于室温下进行，维持4-6小时。

高锰酸钾水溶液的浓度范围为1-2 g/L;

向高锰酸钾水溶液中加入石油焦球磨粉原料，使固/液比控制在10-20 g/L。

球磨粉混合物干燥后经历煅烧，温度控制范围是300-350 °C，保温时间为2-3小时。

以5 wt%稀盐酸洗涤煅烧产品，洗涤每克产品约用稀盐酸2-5 mL。

使用工业软化水充分洗涤除去残余的无机盐离子得到的滤液pH值至中性。

铝用阳极表面抗氧化剂的使用方法，得到的碳基阳极抗氧化剂改性后因保持有较小的颗粒尺寸，在应用时通过喷涂或浸渍操作方式渗透进入铝用阳极表面层和内部，使阳极表面致密，降低空气与阳极内部接触的概率，从而在铝电解生产时起到抗氧化作用。

本发明的优点效果：本发明可通过直接涂刷等工艺沉积附着于阳极碳块表面，制备流程简单易行，所采用的原料为碳基原料，生产成本较低，且应用于实际铝电解生产中不会污染原铝。使用以上述制备方法得到的抗氧化保护剂，可使阳极制品的空气反应性残余率提高4-5%，有效降低了阳极净耗。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明铝用阳极表面抗氧化剂的制备工艺，包括原料选用煅烧石油焦球磨粉，煅烧石油焦球磨粉颗粒粒径为190目；氧化改性剂选用高锰酸钾，高锰酸钾颗粒粒径0.48 mm；使用工业软化水首先溶解高锰酸钾，高锰酸钾水溶液的浓度范围为2 g/L；再加入煅烧石油焦球磨粉原料，于室温下充分搅拌，使高锰酸钾水溶液与球磨粉发生氧化还原反应，并吸附于其表面，煅烧石油焦球磨粉在高锰酸钾水溶液中被氧化改性，反应在搅拌条件下于室温下进行，维持6小时；之后通过真空过滤得到吸附有高锰酸钾的球磨粉混合物；球磨粉混合物干燥后经历煅烧过程，促使高锰酸钾充分氧化球磨粉表面，起到氧化改性作用；之后使用稀盐酸洗涤煅烧后的球磨粉混合物以去除氧化还原反应生成的二氧化锰副产物，最后使用工业软化水充分洗涤除去残余的无机盐离子得到碳基阳极抗氧化剂。

向高锰酸钾水溶液中加入石油焦球磨粉原料，使固/液比为20 g/L。

球磨粉混合物干燥后经历煅烧，温度控制在350 °C，保温时间为3小时。

以5 wt%稀盐酸洗涤煅烧产品，洗涤每克产品约用稀盐酸5 mL。

使用工业软化水充分洗涤除去残余的无机盐离子得到的滤液pH值至中性。

实施例2

本发明铝用阳极表面抗氧化剂的制备工艺，包括原料选用煅烧石油焦球磨粉，煅烧石油焦球磨粉颗粒粒径为180目；氧化改性剂选用高锰酸钾，高锰酸钾颗粒粒径0.4 mm；使用工业软化水首先溶解高锰酸钾，高锰酸钾水溶液的浓度范围为1 g/L；再加入煅烧石油焦球磨粉原料，于室温下充分搅拌，使高锰酸钾水溶液与球磨粉发生氧化还原反应，并吸附于其表面，煅烧石油焦球磨粉在高锰酸钾水溶液中被氧化改性，反应在搅拌条件下于室温下进行，维持4小时；之后通过真空过滤得到吸附有高锰酸钾的球磨粉混合物；球磨粉混合物干燥后经历煅烧过程，促使高锰酸钾充分氧化球磨粉表面，起到氧化改性作用；之后使用稀盐酸洗涤煅烧后的球磨粉混合物以去除氧化还原反应生成的二氧化锰副产物，最后使用工业软化水充分洗涤除去残余的无机盐离子得到碳基阳极抗氧化剂。

向高锰酸钾水溶液中加入石油焦球磨粉原料，使固/液比为10 g/L。

球磨粉混合物干燥后经历煅烧，温度控制在300 °C，保温时间为2小时。

以5 wt%稀盐酸洗涤煅烧产品，洗涤每克产品约用稀盐酸2 mL。

使用工业软化水充分洗涤除去残余的无机盐离子得到的滤液pH值至中性。

实施例3

本发明铝用阳极表面抗氧化剂的制备工艺，包括原料选用煅烧石油焦球磨粉，煅烧石油焦球磨粉颗粒粒径为150目；氧化改性剂选用高锰酸钾，高锰酸钾颗粒粒径0.3 mm；使用工业软化水首先溶解高锰酸钾，高锰酸钾水溶液的浓度范围为1.5 g/L；再加入煅烧石油焦球磨粉原料，于室温下充分搅拌，使高锰酸钾水溶液与球磨粉发生氧化还原反应，并吸附于其表面，煅烧石油焦球磨粉在高锰酸钾水溶液中被氧化改性，反应在搅拌条件下于室温下进行，维持5小时；之后通过真空过滤得到吸附有高锰酸钾的球磨粉混合物；球磨粉混合物干燥后经历煅烧过程，促使高锰酸钾充分氧化球磨粉表面，起到氧化改性作用；之后使用稀盐酸洗涤煅烧后的球磨粉混合物以去除氧化还原反应生成的二氧化锰副产物，最后使用工业软化水充分洗涤除去残余的无机盐离子得到碳基阳极抗氧化剂。

向高锰酸钾水溶液中加入石油焦球磨粉原料，使固/液比为15 g/L。

球磨粉混合物干燥后经历煅烧，温度控制在330 °C，保温时间为2.5小时。

以5 wt%稀盐酸洗涤煅烧产品，洗涤每克产品约用稀盐酸4mL。

使用工业软化水充分洗涤除去残余的无机盐离子得到的滤液pH值至中性。

铝用阳极表面抗氧化剂的使用方法，其特征在于得到的碳基阳极抗氧化剂改性后因保持有较小的颗粒尺寸，在应用时通过喷涂或浸渍操作方式渗透进入铝用阳极表面层和内部，使阳极表面致密，降低空气与阳极内部接触的概率，从而在铝电解生产时起到抗氧化作用。

Claims (10)

1.铝用阳极表面抗氧化剂的制备工艺，其特征在于：原料选用煅烧石油焦球磨粉，氧化改性剂选用高锰酸钾；使用工业软化水首先溶解高锰酸钾，再加入煅烧石油焦球磨粉原料，于室温下充分搅拌，使高锰酸钾水溶液与球磨粉发生氧化还原反应，并吸附于其表面；之后通过真空过滤得到吸附有高锰酸钾的球磨粉混合物；球磨粉混合物干燥后经历煅烧过程，促使高锰酸钾充分氧化球磨粉表面，起到氧化改性作用；之后使用稀盐酸洗涤煅烧后的球磨粉混合物以去除氧化还原反应生成的二氧化锰副产物，最后使用工业软化水充分洗涤除去残余的无机盐离子得到碳基阳极抗氧化剂。

2.根据权利要求1所述的铝用阳极表面抗氧化剂的制备工艺，其特征在于煅烧石油焦球磨粉颗粒粒径为200目以下。

3.根据权利要求1所述的铝用阳极表面抗氧化剂的制备工艺，其特征在于高锰酸钾颗粒粒径小于0.5 mm。

4.根据权利要求1所述的铝用阳极表面抗氧化剂的制备工艺，其特征在于煅烧石油焦球磨粉在高锰酸钾水溶液中被氧化改性，反应在搅拌条件下于室温下进行，维持4-6小时。

5.根据权利要求1所述的铝用阳极表面抗氧化剂的制备工艺，其特征在于高锰酸钾水溶液的浓度范围为1-2 g/L。

6.根据权利要求1所述的铝用阳极表面抗氧化剂的制备工艺，其特征在于向高锰酸钾水溶液中加入石油焦球磨粉原料，使固/液比控制在10-20 g/L。

7.根据权利要求1所述的铝用阳极表面抗氧化剂的制备工艺，其特征在于球磨粉混合物干燥后经历煅烧，温度控制范围是300-350℃，保温时间为2-3小时。

8.根据权利要求1所述的铝用阳极表面抗氧化剂的制备工艺，其特征在于以5 wt%稀盐酸洗涤煅烧产品，洗涤每克产品用稀盐酸2-5 mL。

9.根据权利要求1所述的铝用阳极表面抗氧化剂的制备工艺，其特征在于使用工业软化水充分洗涤除去残余的无机盐离子得到的滤液pH值至中性。

10.根据权利要求1所述的铝用阳极表面抗氧化剂制备工艺制得阳极表面抗氧化剂的使用方法，其特征在于得到的碳基阳极抗氧化剂改性后因保持有较小的颗粒尺寸，在应用时通过喷涂或浸渍操作方式渗透进入铝用阳极表面层和内部，使阳极表面致密，降低空气与阳极内部接触的概率，从而在铝电解生产时起到抗氧化作用。