CN1270239A - 铝电解槽阳极及其制作方法 - Google Patents

Abstract

一种供铝电解生产使用的铝电解槽阳极及其制作方法,它主要由阳极棒、阳极框架、铝箱、阳极糊、下料排气缝、隔离装置、通道成型装置、通道、填料、加料器、排气装置等组成。它主要为铝电解槽加料器提供最佳位置,从而将铝电解原料有效地加到流速较高、沸腾较强的电解质中去,有利于使自焙槽容量大型化,有利于处理电解烟气,提高机械化、自动化水平,取得较好的经济效益。

Description

铝电解槽阳极及其制作方法

本发明涉及一种在铝电解生产过程中使用的阳极及其制作方法。

目前，我国采用自焙阳极铝电解槽生产出的原铝产量占总产量的60％以上，但由于这些自焙阳极铝电解槽自动化程度低，污染严重，容量小，劳动生产率低等原因面临着淘汰的危险。为此许多铝厂纷纷在自焙阳极铝电解槽上进行点式下料试验。其中最有代表性的是1998年《轻金属》(增刊)中《侧插自焙阳极铝电解槽新技术的试验与应用》讲述的：在铝电解槽两大面安装自动打壳下料装置，下料点选择阳极进电端前大面第四根阳极根和后大面第六根阳极棒处，在阳极中部呈小对角状，并去掉两根阳极棒(包括软铜带)。1989年№8《轻金属》中《自焙双阳极铝电解槽的技术开发》谈到：将自焙单阳极改为对称双阳极结构，并在两阳极间的中缝安装下料设备。因为阳极结构限制，这些试验的加料器位置都是在阳极边部，影响加入铝电解槽中的原料—氧化铝充分溶解，从而影响取得更加理想的经济技术指标，这项技术至今尚存着难题而没能大面积推广。

本发明的主要目的是为铝电解槽加料器提供最佳位置，从而将铝电解原料—氧化铝有效地加到流速较高、沸腾较强的电解质中去并充分溶解，同时扩大自焙阳极铝电解槽的容量。

为实现上述目的，本发明对铝电解槽阳极结构做了进一步改进。根据实际测量和计算出铝电解槽电解质流速较高区域的结果，确定若干个下料点的最佳位置，进而确定若干个下料排气缝在阳极中的具体位置，然后在阳极中形成若干个下料排气缝，从而确保下料排气缝下面的电解质流速较高。

铝电解槽阳极只有一个阳极框架时，根据下料排气缝的准确位置，将若干个隔离装置安装在阳极框架相应的位置上，隔离装置与阳极糊之间有耐高温、光滑且围拢住阳极糊的物质如铝皮等，不让阳极糊接触隔离装置或进入下料排气缝中。这样在阳极中形成若干个宽度小于50cm的下料排气缝。铝电解槽阳极是由若干个带有独自阳极框架的小阳极组成时，通过采用合适的小阳极尺寸并将这些小阳极在铝电解槽中合理布置，使相邻两个小阳极之间的缝正好处于下料排气缝的位置，且此缝的宽度小于50cm。并且两个小阳极之间的下料排气缝边有档板以阻止下料排气缝中的填料流到缝外。通过上述改进措施，所形成的这些下料排气缝贯通阳极上下。

为了将氧化铝顺利加到电解质流速高的区域，及顺利排出电解废气，在下料排气缝中安装通道成型装置，通道成型装置也可以安装在下料排气缝的端头。通道成型装置以外的下料排气缝中填能起保温作用易被电解质溶解的填料如冰晶石、氧化铝、氟化铝等，这样在下料排气缝中形成贯通阳极上下的通道。随后在通道上安装加料器和排气装置，通道与加料器之间及通道与排气装置之间采用密封圈密封，防止电解废气逸出及烟尘飞扬。

本发明的有益效果是：1)由于隔离装置随时可以安装在阳极框架内任一位置，和小阳极尺寸随时可在一定范围内可大可小，所以随时可以在铝电解槽阳极中任一位置形成一定宽度下料排气缝，在其缝上形成通道，在通道上安装加料器，这样铝电解槽阳极不会影响加料器安装位置，铝电解槽阳极结构将随加料器安装位置变化而变化，实现将氧化铝有效地加入流速高、沸腾强的电解质中，并充分溶解的目的。

2)由于阳极中有若干个下料排气缝，从而克服阳极中心易过热，阳极受力不均易产生裂纹的不足，从而扩大自焙阳极铝电解槽容量，可同预焙阳极铝电解槽在容量上比美。

3)由于通道具有密封性好，散热少，内部温度高，有一定量气体的特点，所以氧化铝通过此通道进入电解质中去，避免了飞扬损失，氧化铝下降速度慢并被通道内气体预热，有利于向电解质中低速下料，并迅速扩散，防止沉淀产生，同时通道下面不需要加保温料就能保持较高的温度，使其下电解质温度保持较高，有利于加入的氧化铝快速溶解。通道下电解质结壳需要时间长，结的壳面较薄，使进入电解质中的结壳量少，减少沉淀生成。通过通道向铝电解槽中加氟化铝，减少挥发损失，有利于准确控制电解质的分子比。通过通道可以向铝电解槽连续微量加料，以取得更理想的经济技术指标。

4)下料排气缝中的通道排出的废气主要是氟化物，所以将废气中的氟化物与沥青烟分开，有利于净化处理。采用通道排气时，各种现场操作对之影响小，集气效率高，收集的气体浓度大，烟气量少，降低净化费用。同时烟气通过通道排出时，烟气的余热加热阳极，使阳极锥体烧的更好。通道下方的排气口不易结壳。

5)下料排气缝中的填料如冰晶石、氟化铝，随着阳极不断消耗而在密闭状态下不断地被电解质溶解，减少了往铝电解槽中加冰晶石、氟化铝的挥发损失，减轻了环境污染，开辟了冰晶石、氟化铝添加的新方法。

6)下料排气缝在接近电解质液面时，其中的填料被电解质溶解而形成较大的空间，这样增加阳极气体排出渠道，减轻气体排出过程的阻力，使气体在电解质中停留时间短，有利于降低电解质压降，此处的电解质沸腾强度大，有利于加快氧化铝溶解。同时阳极四周排出的气体量减少，降低阳极四周电解质沸腾强度，有利于侧部炉帮不空，缩小大面、小面尺寸，从而扩大铝电解槽容量。

7)下料排气缝中的填料不会出现塌陷现象，防止阳极氧化，减少散热，有利于提高下料点温度。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

图1为阳极的A-A俯视图。

图2为下料排气缝的剖面图。

图1所示的阳极是根据铝电解槽下料点的最佳位置，将隔离装置(6)安装在阳极框架(2)相应的位置上，然后在阳极框架和隔离装置之间形成的空间内安装铝箱(3)，在铝箱(3)内装入阳极糊(4)，在阳极框架外钉阳极棒(1)，隔离装置在阳极中形成一个宽度小于50cm的下料排气缝(5)。在下料排气缝(5)中安装通道成型装置(7)，从而在下料排气缝中形成通道(8)。图2所示是在通道成型装置以外的下料排气缝中填能保温易被电解质溶解的填料(9)如冰晶石。在通道中安装加料器(10)，并将下料排气缝端头的通道与排气装置(11)相连。加料器(10)、排气装置(11)与通道(8)之间用密封圈(12)密封。通道中加料器的打壳锤头(13)按要求打通道的下口，使通道下口保持敞开，铝电解原料氧化铝通过加料器的导料槽(14)进入通道，进而通过通道下口进入电解质中溶解。电解废气通过通道(8)进入排气装置(11)排出槽外。

Claims (4)

1、一种铝电解槽阳极及其制作方法，它由阳极棒(1)、阳极框架(2)、铝箱(3)、阳极糊(4)组成，阳极糊在焦耳热和熔融电解质高温热的作用下烧成阳极锥体，其特征是：根据铝电解槽中电解质流速较高区域的位置，确定若干个最佳下料点位置，进而确定若干个下料排气缝(5)在阳极中的具体位置；铝电解槽只有一个阳极框架(2)时，根据下料排气缝(5)的具体位置，将若干个隔离装置(6)安装在阳极框架(2)相应的位置上，在阳极中形成若干个宽度小于50cm的下料排气缝；铝电解槽阳极是由若干个带有独自阳极框架(2)的小阳极组成时，通过小阳极尺寸及小阳极在铝电解槽中合理布置，使相邻两个小阳极之间的缝正好处于下料排气缝(5)的位置，且此缝的宽度小于50cm；这些下料排气缝(5)贯通阳极上下，在下料排气缝(5)中且包括下料排气缝端头安装通道成形装置(7)如管状体，以形成贯通阳极上下的通道(8)，通道成型装置(7)以外的下料排气缝(5)中填能保温、易被电解质溶解的填料如冰晶石、氧化铝、氟化铝等，在通道上安装若干个加料器(10)和若干个排气装置(11)。

2、根据权利要求1所述的铝电解槽阳极及其制作方法，其特征是：隔离装置(6)与阳极糊(4)之间有耐高温、光滑的物质如铝皮围拢住阳极糊，不让阳极糊接触隔离装置(6)和进入下料排气缝(5)中。

3、根据权利要求1所述的铝电解槽阳极及其制作方法，其特征是：两个相邻小阳极之间下料排气缝(5)边有档板。

4、根据权利要求1所述的铝电解槽阳极及其制作方法，其特征是：通道(8)与加料器(10)之间和通道与排气装置(11)之间有密封圈(12)。

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