CN107523846B - 一种预焙阳极的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种预焙阳极的制备方法，涉及一种铝用炭素阳极制备的改进。其特征在于制备阳极时，以焦粒的空气反应性和二氧化碳反应性的为依据，分别选用不同化学活性煅后焦作为原料，将化学活性相对较高的煅后焦破碎后作为骨料焦粒使用，化学活性相对较低的煅后焦磨成细粉，作为粉料使用。本发明的方法，通过使用化学活性相对较高的煅后焦作为骨料焦粒，使用化学活性相对较低的煅后焦制备粉料，从而使骨料焦粒与粘结基质的化学活性更加接近，进而减少阳极的选择性氧化反应。避免了预焙阳极的选择性氧化导致突出在外的煅后焦颗粒失去依托而脱落形成炭渣产生的对铝电解危害，有效降低了阳极消耗，保证了电解槽的稳定运行，提高了铝电解技术经济指标。
Description
技术领域
一种预焙阳极的制备方法，涉及一种铝用炭素阳极制备的改进，特别是减少预焙阳极选择性氧化的制备方法。
背景技术
预焙阳极是由骨料焦粒和粘结基质共同构成的，粘结基质是连续体，它将骨料焦粒粘接在一起。骨料焦粒为煅后石油焦颗粒，小部分企业还使用少量的残极颗粒；粘结基质是煅后焦细粉和煤沥青的混合物焦化后的产物。
由于结构方面的差异，以及煅后焦颗粒的最高热处理温度高于粘结基质，造成粘结基质的化学活性高于煅后焦颗粒（焦粒的化学活性可以用焦粒的二氧化碳反应性和空气反应性指标来反映）。这就导致预焙阳极在电解槽上工作时，粘结基质被二氧化碳和空气优先氧化，电化学反应过程中，粘结基质也优先被消耗。预焙阳极的选择性氧化导致突出在外的煅后焦颗粒失去依托而脱落，形成炭渣。炭渣对铝电解危害极大，不但使阳极消耗增加，而且严重影响电解槽的稳定运行和铝电解技术经济指标。减少预焙阳极中骨料焦粒和粘结基质的化学活性差异，进而减少预焙阳极的选择性氧化，对于解决上述问题具有重要意义。
发明内容
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有效减少预焙阳极中骨料焦粒和粘结基质的化学活性差异，进而减少预焙阳极的选择性氧化的预焙阳极的制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种预焙阳极的制备方法，其特征在于制备阳极时，以焦粒的空气反应性和二氧化碳反应性为依据，分别选用不同化学活性煅后焦作为原料，将化学活性相对较高的煅后焦破碎后作为骨料焦粒使用，化学活性相对较低的煅后焦磨成细粉，作为粉料使用。
本发明的一种预焙阳极的制备方法，其特征在于作为骨料焦粒使用的化学活性相对较高的煅后焦与作为粉料使用的化学活性相对较低的煅后焦，其空气反应性点火温度差值大于5℃，600℃反应速率差值大于3%/min；其CO2反应性差值大于1%。本发明的一种预焙阳极的制备方法，其特征在于作为骨料焦粒使用的化学活性相对较高的煅后焦大于等于1种，作为粉料使用的化学活性相对较低的煅后焦大于等于1种。
本发明的一种预焙阳极的制备方法，其特征在于作为骨料焦粒与粉料使用的煅后焦其质量比例为50%-80%：20%-50%。
本发明的一种预焙阳极的制备方法，其特征在于作为骨料焦粒使用的化学活性相对较高的煅后焦粒径范围是16mm-0.3mm。
本发明的一种预焙阳极的制备方法，其特征在于作为粉料使用的化学活性相对较低的煅后焦粒径范围是小于等于0.5mm。
本发明的一种预焙阳极的制备方法，通过使用化学活性相对较高的煅后焦作为骨料焦粒，使用化学活性相对较低的煅后焦制备粉料，从而使骨料焦粒与粘结基质（粉料和煤沥青混合物焦化后的产物）的化学活性更加接近，进而减少阳极的选择性氧化反应。避免了预焙阳极的选择性氧化导致突出在外的煅后焦颗粒失去依托而脱落形成炭渣产生的对铝电解危害，有效降低了阳极消耗，保证了电解槽的稳定运行，提高了铝电解技术经济指标。
具体实施方式
一种预焙阳极的制备方法，制备阳极时，选用不同产地或不同工艺的生产的煅后焦作为原料，首先分析不同产地或不同工艺生产的煅后焦的空气反应性和CO2反应性，将化学活性相对较高的煅后焦破碎后作为粗焦、中焦、细焦等骨料焦粒使用，化学活性相对较低的煅后焦磨成细粉，作为粉料使用。作为骨料焦粒使用的化学活性相对较高的煅后焦大于等于1种，作为粉料使用的化学活性相对较低的煅后焦大于等于1种。用于制备骨料焦粒的煅后焦或煅后焦混合体与用于制备粉料的煅后焦或煅后焦混合体，其空气反应性测试结果中，点火温度差值不小于5℃，600℃反应速率差值不小于3%/min；其CO2反应性差值不小于1%。作为骨料焦粒与粉料使用的煅后焦其质量比例为50%-80%：20%-50%。作为骨料焦粒使用的化学活性相对较高的煅后焦粒径范围是16mm-0.3mm，作为粉料使用的化学活性相对较低的煅后焦粒径范围是小于等于0.5mm。
实施例1
采用A、B两种煅后焦进行阳极制备。A煅后焦空气反应性中点火温度为603℃，600℃反应速率为0.27%/min，CO2反应性为26%；Ｂ煅后焦的空气反应性中点火温度为587℃，600℃反应速率为0.37%/min，CO2反应性为29%。将A煅后焦磨细制成粉料，将B煅后焦制成粗、中、细焦，按照粗焦：中焦：细焦：粉料＝20:29:13:38的配比进行阳极制备。制备的阳极空气反应性中残极率为74.3%，脱落度为3.4%，CO2反应性中残极率为93.0%，脱落度为1.1%.
实施例2
采用A、B、C三种煅后焦进行阳极制备。A、B煅后焦的空气反应性和CO2反应性指标如实施例1所述，C煅后焦的空气反应性中点火温度为579℃，600℃反应速率为0.41%/min，CO2反应性为30%。将B、C煅后焦1:1混合，B、Ｃ混合煅后焦的空气反应性中点火温度为585℃，600℃反应速率为0.40%/min，CO2反应性为30%。将B、C混和煅后焦的制成粗、中、细焦，将A煅后焦磨细制成粉料，按照粗焦：中焦：细焦：粉料＝20:29:13:38的配比进行阳极制备。制备的阳极空气反应性中残极率为74.1%，脱落度为2.6%，CO2反应性中残极率为92.7%，脱落度为0.9%。
实施例3
采用B、C、D三种煅后焦进行阳极制备。B、C煅后焦的空气反应性和CO2反应性指标如实施例1和实施例2所述，D煅后焦的空气反应性中点火温度为618℃，600℃反应速率为0.17%/min，CO2反应性为18%。将B、C煅后焦1:1混合，B、C混合煅后焦的空气反应性中点火温度为584℃，600℃反应速率为0.40%/min，CO2反应性为30%。将B、C混和煅后焦的制成粗、中、细焦，将D煅后焦磨细制成粉料，按照粗焦：中焦：细焦：粉料＝20:29:13:38的配比进行阳极制备。制备的阳极空气反应性中残极率为79.3%，脱落度为1.2%，CO2反应性中残极率为94.3%，脱落度为0.6%。
实施例4
采用B、C、E三种煅后焦进行阳极制备。B、C煅后焦的空气反应性和CO2反应性指标如实施例1和实施例2所述，E煅后焦的空气反应性中点火温度为613℃，600℃反应速率为0.20%/min，CO2反应性为18%。将B、C煅后焦1:2混合，B、Ｃ混合煅后焦的空气反应性中点火温度为582℃，600℃反应速率为0.41%/min，CO2反应性为31%。将B、C混和煅后焦的制成粗、中、细焦，将E煅后焦磨细粉料，按照粗焦：中焦：细焦：粉料＝20:29:13:38的配比进行阳极制备。制备的阳极空气反应性中残极率为77.5%，脱落度为1.3%，CO2反应性中残极率为94.0%，脱落度为0.6%。
Claims (6)
1.一种预焙阳极的制备方法，其特征在于制备阳极时，以焦粒的空气反应性和二氧化碳反应性的为依据，分别选用不同化学活性煅后焦作为原料，将化学活性相对较高的煅后焦破碎后作为骨料焦粒使用，化学活性相对较低的煅后焦磨成细粉，作为粉料使用。
2.根据权利要求1所述的一种预焙阳极的制备方法，其特征在于作为骨料焦粒使用的化学活性相对较高的煅后焦与作为粉料使用的化学活性相对较低的煅后焦，其空气反应性测试点火温度差值大于5℃，600℃反应速率差值大于3%/min；其CO2反应性差值大于1%。
3.根据权利要求1所述的一种预焙阳极的制备方法，其特征在于作为骨料焦粒使用的化学活性相对较高的煅后焦大于等于1种，作为粉料使用的化学活性相对较低的煅后焦大于等于1种。
4.根据权利要求1所述的一种预焙阳极的制备方法，其特征在于作为骨料焦粒与粉料使用的煅后焦其质量比例为50%-80%：20%-50%。
5.根据权利要求1所述的一种预焙阳极的制备方法，其特征在于作为骨料焦粒使用的化学活性相对较高的煅后焦粒径范围是16mm-0.3mm。
6.根据权利要求1所述的一种预焙阳极的制备方法，其特征在于作为粉料使用的化学活性相对较低的煅后焦粒径范围是小于等于0.5mm。
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