优质阳极的生产.ppt

一、生产工艺概述 预焙阳极生产的工艺原理是：把骨料（煅后焦和电解返回的残极）与粘结剂经过混合和成型，使其形成具有一定形状的生坯，再经焙烧热处理使粘结剂进行碳化得到具有较高机械强度和抗氧化性，具有较低电阻率的阳极产品。 我厂阳极生产包括煅烧、成型、焙烧、组装四个工序。但目前国际上比较普遍采用的是把煅烧工序归在炼油厂，把组装工序归在电解厂，阳极生产部分仅为成型和焙烧工序。 1、石油焦和煤沥青进厂后，分类贮存在原料仓内。根据炭阳极的质量要求，按照一定的配比进行煅前配料，经预碎后至回转窑高温煅烧，生产出煅后焦。 二、生产工艺流程 三、电解生产对优质阳极要求： 阳极在电解生产中起导电和氧化还原作用，素有电解槽生产心脏之称，电化学反应式为2AL2O3+3C=4AL+3CO2 ，理论计算吨铝阳极静耗为333公斤，工业生产实际为410公斤左右。阳极在电解生产中的作用和使用环境要求阳极具备以下性能： 1、高的纯度。 铝电解生产中，炭素阳极材料被电解反应逐渐消耗，其中灰份杂质含有很多的金属元素，这些金属元素或者是C消耗反应的催化剂（如钠、钒等），或者会大大增大电阻（如Ti），同时还会进入金属铝液中，降低铝水的质量。因此，要求炭素阳极材料中的杂质含量越低越好。 2、良好的导电性能。 在铝电解槽上，炭阳极参与导电，消耗在阳极上的电压降达0.35-0.5V,每生产1吨铝消耗在阳极上的电能约为1500-2000Kw.h,占铝生产电耗的10％-15％。因此，降低阳极材料的电阻率对降低铝生产成本十分重要。阳极电阻率越小越好，一般以60μ?m为界线，60以下比较好，60以下则比较差。 8、优质阳极质量标准 目前， 我国还没有一个统一的优质阳极标准。我公司根据出口阳极生产情况初步确定优质阳极标准。详见山西华泽铝电有限公司技术（标准编号：QJ/HZ—02.002—2007）。 四、微量元素的过程控制 1、微量元素在生产流程变化 过程描述： 根据进厂石油焦取样分析的结果，按照煅前混配料技术规程，确定各产地原料配比，进行煅前混配料，确保混配原料满足炭阳极生产技术要求。 原料经煅烧后，因挥发份的分解逸出和缩聚结焦，造成除S以外的其它各种元素按理论富集。煅烧实收率按70%计算（原油集中有8-12%挥发份，7-10%水份，部分粉焦，在煅烧过程中烧损）。煅后焦微量元素=煅前料微量元素/0.70=1.43。 在成型过程中，在没有外污染的情况下，中碎分级过程向小颗粒集中富集，但其平均值保持一致。 在混捏过程加入灰份（微量元素）较低的沥青后，使微量元素扩散。根据各种微量元素性质不同进行不同程度的扩散。在不加残极和熟碎的情况下可用公式来表达：煅后焦*0.85+沥青中含量*0.15。 生坯成型后，没有外污染物进入。在焙烧过程中，沥青中挥发物挥发，微量元素进一步富集，其富集比可用公式来表示： 1/（0.85+0.15*0.6）=1/0.93=1.075 炭阳极生产过程微量元素变化折线图 3、生产过程中污染环节 在生产过程中，物料不可避免地受到不同程度的污染，污染源主要来自环境中的粉尘，而污染元素主要是Si、Fe、Ca，污染过程如下： （1）原料在堆放过程中，灰尘混入，引起 Si、Fe、Ca 的污染。 （2）在煅烧过程中，回转窑内衬的磨损及脱落，造成Fe 、 Si 、Ca污染。小窑直冷水带入的Mg、Na、Ca的污染。 （3）成型过程中中碎、球磨、预热、混捏等铁质设备磨损，造成Fe污染。 （4）收尘粉进入炭素生产流程的除尘系统，由于空气中的灰尘富集在收尘粉中，造成Fe、Si、Na、Ca。的污染。 （5）生坯成型后，在水中冷却，水中灰份在生坯表面和微孔中沉积。生坯吸水量在5Kg左右，其影响很小。 回转窑温度分布图 3、煅烧生产工艺流程 （4）真密度 石油焦在1300℃温度下煅烧后的真密度的大小，可作为这种石油焦晶体结构完善程度的表征。一般来说，在1300℃煅烧过的石油焦真密度较大，则这种石油焦晶体结构较完善。这是因为石油焦的真密度在一定程度上反映了其化学结构中芳香碳环的缩合程度。 从上图中可以看出，微量元素Na+Ca对二氧化碳反应性的影响较明显，元素S虽然对Na+Ca有一定的抑制作用，但效果不明显。 8、煅后焦中杂质对空气反应性和点火温度的影响 从上图看出，随着硫含量的增加混合煅后焦点火温度得到提高，空气反应性明显改善。随着点火温度的提高空气反应性改善效果明显，两个参数的回归方程是二次多项式， 相关系数0.998。 成。确定工艺配方的方法如下