CN117069382A - 一种微晶玻璃粉及其制备方法和基于其的电解预焙阳极防氧化保护浆料 - Google Patents
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Abstract
本方案公开了电解铝预焙阳极防氧化技术领域的一种微晶玻璃粉,包括的原料及其重量份数为SiO2 15~65份、AL2O3 15~40份、B2O3 15~40份、Na2CO3 5~15份、CaCO3 4~7份和Li2CO3 0.5~3份。采用本申请的微晶玻璃粉制备的电解预焙阳极防氧化保护浆料具有更低的烧结温度和更高的烧结强度。
Description
技术领域
本发明属于电解铝预焙阳极防氧化技术领域,特别涉及一种微晶玻璃粉及其制备方法和基于其的电解预焙阳极防氧化保护浆料。
背景技术
预焙阳极是以石油焦、沥青焦为骨料,煤沥青为黏结剂制造而成,用作预焙铝电解槽作阳极材料。电解铝生产时,电解过程中的阳极除了必需的电化学反应外还会被空气和二氧化碳氧化,造成大量碳渣脱落,增加阳极碳耗,从而增加电解铝生产成本和废气排放。
为了降低电解预焙阳极的氧化,当前的主要方式是通过在阳极表面涂抹防氧化涂料来实现。如公布号为CN108314910A的专利公开了一种铝电解槽预焙阳极防氧化涂料,该防氧化涂料是由铝溶胶、磷酸二氢铝、水及助剂按照一定比例进行调和而成的防氧化胶,再配以40目以上的氧化铝进行调和而成的涂料;防氧化胶是由8~10%的铝溶胶、40~42%的磷酸二氢铝、55~60%的水及不大于1%的助剂,按照一定比例进行调和而成的胶状液体;所述助剂为磷酸酯和三氧化二铝的混合物,所述磷酸酯和三氧化二铝的配比为,磷酸酯:三氧化二铝=(55~65%):(35~45%);所述的防氧化胶与氧化铝的配比为4:1。该防氧化涂料具有一定的防氧化性能,但仍存在以下问题:1.大量使用磷元素等大幅降低电流效率的元素和对电解质体系、原铝污染大的化学成份;2.目前市场涂料属陶瓷基体系,烧结后形成的陶瓷阻隔膜层存在气孔、不致密,对阳极防氧化效果较差,达不到延长换极周期的目的,经济效益较差。
针对上述专利存在的问题,申请人提供了一种电解预焙阳极防氧化微晶保护浆料及其制备方法(专利申请号为202310786198X),该电解预焙阳极防氧化微晶保护浆料通过优化原料组成和配比,从而提高浆料的防氧化性能。但申请人通过进一步研究发现,电解预焙阳极入槽24~48H后,随着电流增加电解预焙阳极温度逐步升高,电解预焙阳极上部温度达640℃左右,底部最高温度达960℃左右,电解预焙阳极在入槽后使用周期内大量时间处于640~830℃,所以保护浆料烧结后形成的致密膜层的温度应尽可能低于800℃。因此,进一步改良微晶玻璃粉,降低涂覆膜层的烧结温度,并提高膜层烧结强度对于电解预焙阳极的防氧化具有积极意义。
发明内容
本发明意在提供一种微晶玻璃粉,以降低电解预焙阳极防氧化保护浆料的烧结温度,并提高其烧结强度。
本方案中的一种微晶玻璃粉,包括的原料及其重量份数为SiO2 15~65份、AL2O315~40份、B2O3 15~40份、Na2CO3 5~15份、CaCO3 4~7份和Li2CO3 0.5~3份。
本方案的有益效果:本方案通过在原有微晶玻璃粉中增加碳酸锂,使得微晶玻璃粉的软化温度降低,从而降低涂覆膜层(电解预焙阳极防氧化保护浆料)烧结温度,更低温度形成更加致密的保护膜层,达到有效保护效果。另外,.增加碳酸锂可以提升微晶玻璃析晶强度,从而提高涂覆膜层烧结强度,增强固碳效果。
进一步,所述微晶玻璃粉包括的原料及其重量份数为SiO2 25~55份、AL2O3 20~30份、B2O3 15~30份、Na2CO3 8~10份、CaCO3 4~7份和Li2CO3 0.5~3份。
基于上述微晶玻璃粉,本申请还提供了一种微晶玻璃粉的制备方法,包括以下步骤:按重量份数将SiO2、AL2O3、B2O3、Na2CO3、CaCO3和Li2CO3混合均匀,并在1400~1600℃的温度下熔制1.5~2.5h,倒入冷水水淬得到玻璃,将玻璃过滤取出烘干,然后球磨6~10h后过300目筛得到微晶玻璃粉。
通过实验验证,采用本申请的微晶玻璃粉替代申请号为202310786198X专利中的玻璃粉,制备得到的电解预焙阳极防氧化保护浆料,其致密性更好,具有更低的烧结温度,且烧结强度更高。因此,本申请还提供了一种基于上述微晶玻璃粉的电解预焙阳极防氧化保护浆料。
附图说明
图1为阳极炭块涂覆本发明实施例1制备的电解预焙阳极防氧化保护浆料并烧结后的状态图;
图2为阳极炭块涂覆本发明实施例2制备的电解预焙阳极防氧化保护浆料并烧结后的状态图;
图3为阳极炭块涂覆本发明实施例3制备的电解预焙阳极防氧化保护浆料并烧结后的状态图;
图4为阳极炭块涂覆本发明对比例制备的电解预焙阳极防氧化保护浆料并烧结后的状态图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明:
实施例1:一种电解预焙阳极防氧化保护浆料的制备方法,包括以下步骤:
(1)按重量份数称取SiO2 53份、AL2O3 26份、B2O3 17份、Na2CO3 8.5份、CaCO3 5.5份和Li2CO3 0.5份混合均匀放入氧化铝陶瓷坩埚,在高温炉中于1500℃熔制2h后,倒入冷水水淬,将玻璃过滤取出烘干,放入球磨罐球磨8H后过筛300目得到微晶玻璃粉备用。
(2)称取1000g化学级氧化铝粉置于氧化铝陶瓷坩埚中,放入高温炉中于1550℃煅烧3H后冷却备用。
(3)将上述制作好的微晶玻璃粉200g、氧化铝粉300g与水玻璃600g、分散剂5g、悬浮剂10g加入球磨罐中,放入3000g氧化铝球球磨24H后过滤装瓶。
实施例2:一种电解预焙阳极防氧化保护浆料的制备方法,包括以下步骤:
(1)按重量份数称取SiO2 53份、AL2O3 26份、B2O3 17份、Na2CO3 8.5份、CaCO3 5.5份和Li2CO3 1份混合均匀放入氧化铝陶瓷坩埚,在高温炉中于1500℃熔制2h后,倒入冷水水淬,将玻璃过滤取出烘干,放入球磨罐球磨8H后过筛300目得到微晶玻璃粉备用。
(2)称取1000g化学级氧化铝粉置于氧化铝陶瓷坩埚中,放入高温炉中于1550℃煅烧3H后冷却备用。
(3)将上述制作好的微晶玻璃粉200g、氧化铝粉300g与水玻璃600g、分散剂5g、悬浮剂10g加入球磨罐中,放入3000g氧化铝球球磨24H后过滤装瓶。
实施例3:一种电解预焙阳极防氧化保护浆料的制备方法,包括以下步骤:
(1)按重量份数称取SiO2 53份、AL2O3 26份、B2O3 17份、Na2CO3 8.5份、CaCO3 5.5份和Li2CO3 2份混合均匀放入氧化铝陶瓷坩埚,在高温炉中于1500℃熔制2h后,倒入冷水水淬,将玻璃过滤取出烘干,放入球磨罐球磨8H后过筛300目得到微晶玻璃粉备用。
(2)称取1000g化学级氧化铝粉置于氧化铝陶瓷坩埚中,放入高温炉中于1550℃煅烧3H后冷却备用。
(3)将上述制作好的微晶玻璃粉200g、氧化铝粉300g与水玻璃600g、分散剂5g、悬浮剂10g加入球磨罐中,放入3000g氧化铝球球磨24H后过滤装瓶。
对比例:一种电解预焙阳极防氧化保护浆料的制备方法。包括以下步骤:
(1)按重量份数称取SiO2 53份、AL2O3 26份、B2O3 17份、Na2CO3 8.5份、CaCO3 5.5份混合均匀放入氧化铝陶瓷坩埚,在高温炉中于1500℃熔制2h后,倒入冷水水淬,将玻璃过滤取出烘干,放入球磨罐球磨8H后过筛300目得到玻璃粉备用。
(2)称取1000g化学级氧化铝粉置于氧化铝陶瓷坩埚中,放入高温炉中于1550℃煅烧3H后冷却备用。
(3)将上述制作好的玻璃粉200g、氧化铝粉300g与水玻璃600g、分散剂5g、悬浮剂10g加入球磨罐中,放入3000g氧化铝球球磨24H后过滤装瓶。
实施例1~3与对比例比较情况:
(1)实施例1~3与对比例微晶玻璃特性参数对比:
编号 | 转变温度(℃) | 软化温度(℃) | 玻璃化温度(℃) | 析晶强弱 |
实施例1 | 468 | 566 | 700 | 弱 |
实施例2 | 416 | 535 | 665 | 强 |
实施例3 | 380 | 486 | 610 | 强 |
对比例 | 488 | 596 | 725 | 弱 |
(2)实施例1~3与对比例微晶玻璃配制浆料烧结保护效果对比
阳极炭块涂覆实施例1制备的电解预焙阳极防氧化保护浆料并烧结后的状态图如附图1所示,阳极炭块涂覆实施例2制备的电解预焙阳极防氧化保护浆料并烧结后的状态图如附图2所示,阳极炭块涂覆实施例3制备的电解预焙阳极防氧化保护浆料并烧结后的状态图如附图3所示,阳极炭块涂覆对比例制备的电解预焙阳极防氧化保护浆料并烧结后的状态图如附图4所示。
以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (5)
1.一种微晶玻璃粉,其特征在于:包括的原料及其重量份数为SiO2 15~65份、AL2O315~40份、B2O3 15~40份、Na2CO3 5~15份、CaCO3 4~7份和Li2CO3 0.5~3份。
2.根据权利要求1所述的一种微晶玻璃粉,其特征在于:包括的原料及其重量份数为SiO2 25~55份、AL2O3 20~30份、B2O3 15~30份、Na2CO3 8~10份、CaCO3 4~7份和Li2CO30.5~3份。
3.根据权利要求1或2所述的一种微晶玻璃粉的制备方法,其特征在于:按重量份数将SiO2、AL2O3、B2O3、Na2CO3、CaCO3和Li2CO3混合均匀,并在1400~1600℃的温度下熔制1.5~2.5h,倒入冷水水淬得到玻璃,将玻璃过滤取出烘干,然后球磨6~10h后过300目筛得到微晶玻璃粉。
4.一种电解预焙阳极防氧化保护浆料,其特征在于:包含权利要求1或2所述的微晶玻璃粉。
5.一种电解预焙阳极防氧化保护浆料,其特征在于:包含权利要求3制备得到的所述微晶玻璃粉。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0797236A (ja) * | 1993-09-28 | 1995-04-11 | Nippon Electric Glass Co Ltd | ガラスセラミックス組成物 |
JPH11106252A (ja) * | 1997-10-03 | 1999-04-20 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 低温焼成ガラスセラミック材料 |
CN103395996A (zh) * | 2013-07-31 | 2013-11-20 | 西安交通大学 | Cbn 磨具用铝硼硅系低熔点玻璃陶瓷结合剂的制备方法 |
CN106219983A (zh) * | 2016-07-28 | 2016-12-14 | 郑州大学 | 一种低烧结温度微晶玻璃结合剂及其制备方法 |
CN106219986A (zh) * | 2016-07-15 | 2016-12-14 | 福州大学 | 一种耐铝液腐蚀的微晶玻璃及其制备方法 |
CN111196710A (zh) * | 2020-01-09 | 2020-05-26 | 包头市翔基信息技术有限责任公司 | 一种电解阳极防高温氧化腐蚀的稀土涂料及制备方法 |
-
2023
- 2023-08-21 CN CN202311054790.7A patent/CN117069382A/zh active Pending
Patent Citations (6)
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