浅谈如何提高电解铝用预焙阳极质量的实践

[摘要]铝电解槽中阳极是铝电解生产技术关键之一，是铝电解工艺的主要组成部分，阳极是经常被誉称为铝电解槽的心。它的质量好坏直接会影响铝电解正常生产和经济技术指标的提高，因此将提高焙阳极质量是尤其重要的问题。本文结合工业生产的实际情况，通过多方面的工程技术研究，提高了预焙阳极质量，降低了阳极生产沥青用量和铝阳极消耗在电解生产进展。

关键词： 电解铝； 预焙阳极； 优化方案； 阳极质量

中图分类号：TF351

铝电解中，阳极是经常被誉称为铝电解槽的心。高质量的阳极是现代大电流电池的最佳运行的前提，质量的阳极是铝电解最佳操作主要的焦点。在相同的电解生产环境，高质量的焙阳极提前使铝电解生产过程稳定是可能的，但下焙阳极提前为阳极开裂，主要性能故障，抗氧化性能较差。烤阳极上的裂缝提前将能够创建在使用阳极残落块极，从阳极总面积减少，使阳极电流密度的增加，改变了阳极电流分布，导致电流效率降低，也破坏了电解槽的稳定运行和环境恶化；因此产生质量优秀的提前焙，提高电解大利润的经济技术指标。生产焙阳极的原料主要是提高炼油厂焦炭，焦炭和煤焦油沥青，另外加上返回的部分残极。这些原料经过煅烧，破碎，筛分，配料，混捏工序，等烧成满足电解铝需求的炭块的形成，从而影响焙阳极质量的因素很多提前。本文分析这些影响因素的目的，并提出了提高电解铝质量的解决方案。

一.分析影响预焙阳极质量的因素

1.1原材料

生产炭阳极的原料包括主体部分和粘结剂的两大组成部分。我国目前原料生产阳极炭块主要是石油焦和煤焦油，另外加上返回的部分残极。原材料中的杂质元素的直接影响预焙阳极质量提升，原材料中的微量元素的存在比例直接影响到炭阳极的最终质量，因此应选择有害元素较少的原料。另煅烧过程中石油焦粉料较多会使煅烧过程中出现蓬料现象对原料的煅烧质量存在很大的影响，因此石油焦的选择应使焦粉量及颗粒料均匀配合。

1.2煅烧质量

煅烧是阳极生产的最先序，这一工序后产生的质量满足影响预焙烧阳极的物理和化学性能指标，煅烧工艺主要将必须生活在石油焦水分的挥发，分享放电完全，原因体积全收缩，强度和密度增加，电导率提高，使其化学性能更稳定。国内很多炭素厂提前使用罐式炉煅烧带石油焦设备，石油焦不同等级材料在煅烧期间变化情况存在很大差别，造成煅烧质量在阳极制造工序是非常不均匀的。如果煅烧过程中出现物料烧制不彻底现象，在后期成型后焙烧过程中会出现二次收缩，从而造成炭块变形或出现裂纹等废品。

1.3焙烧制度

阳极焙烧使用敞开式焙烧炉。焙烧炉的设计和焙烧的合理升温曲线及温度能够实现自动控制的先进的燃烧装置是生产高质量阳极的有效保证，以天然气为燃料，其热值较高能够有效的控制升温过程的均匀。过大天然气用量，会使使天然气过剩，加剧了燃烧气氛，会使炭块烧制不均匀，造成废品；也会使挥发分不能充分燃烧对烟气净化系统造成一定的危害。焙烧各阶段的加热速率决定产品发生的物理化学变化过程。它必须在保证产品的反应进程进行按照这样的速度，即不是产品变形软化状态阶段，并粘结剂的热分解不造成产品弯曲、固体残炭阶段形式的失真、开裂，应得到最大残炭量和较大的胶合强度。升温速度决定预焙阳极焙烧质量。当升温速度慢，不仅残焦量增加，物理机械性能有所提高，而且可以在焙烧制度的基本均匀的温度场的形式，减少内部和外部的产品温度差，防止产品裂纹的产生。

二.提高预焙阳极质量的措施

2.1加强工作人员的综合素质

提高生产管理理念的转变和人员培训更新观念，提高标准，自觉地按照国际通用的阳极的质量标准进行质量控制；加强员工技能培训，提高质量整齐的身体素质，增强员工的质量意识；增强了程序控制系统，提高手术质量，解决在生产过程中要认真的每一个细节影响品质；进行有效的数据采集，对生产过程中的关键控制变量的分析；加强焙阳极生产过程中提前化验，检测和分析方法，并进行反馈，指导生产尽快。

2.2提高原材料质量

通过大量的实验和调查研究发现，预焙阳极采用应该高质量沥青喹啉不溶物含量适当的沥青，这样沥青的浸润性好，结焦率高。特别是在目前国内石油焦质量差的前提下，找到了比较合适的沥青质量来的提高预焙阳极质量，以选择沥青质量波动较小，各种质量目标稳定最好。对进厂的石油焦粒度提出要求，进行合理匹配使用，根据微元素含量和挥发分含量的不同对石油焦进行配比，使有害成分减少到最低程度的危害，对提高阳极质量具有积极的意义。

2.3提高煅烧质量

煅烧的过程实质上是对石油焦的热处理过程。物料在料罐内自上而下流动，同时接受火道传给的热量，物料得到升温。因此，煅烧质量取决于火道温度。煅烧炉的燃料挥发分，主要从首层火道引入，并主要在首、二层火道内燃烧。因此，首、二层火道挥发分的燃烧及温度的制定就决定着全炉台的热工性能。火道用硅砖砌筑，其耐火度和荷重软化温度分别为1690℃和1650℃以上。所以必须将首、二层温度控制在1250～1380℃才能保证炉体质量。八层火道温度控制在1000～1100℃是比较适宜的，温度低些，有利于煅烧物料的冷却，减轻炉体底部烟道等粘土砖和冷却水套承受的高温压力，延长炉子使用寿命。

2.4加强焙烧管理

①因为温度曲线的高程是长的，必须要速度温度时间控制标高根据温度曲线高程；②控制烟气负压的情况，保证各炉室挥发碳块共享顺利排出燃烧（1000 ～ 1500pa；分30 ～ 50Pa）。③调整的压力，保证下部温度均匀，在料箱上下级炭块升温均匀。④使用远程控制和范围的估计相结合，减少温度波动。⑤降低了氧化和裂纹。⑥控制好零压架，减少氧化的阻滞。

2.5积极采取新办法

在设计独特的焙烧精品体系，满足煅烧后大量烧毁的优质商品的需求，并加入合理公的残极了量。但如果残极用量不宜过大；如果配料过程中，沥青量过低，可以导致形成增稠剂塑性降低。及时的调整和控制残极共混物的总量，保证残极分配比例不超过20%；引进新设备，运用布劳恩值的控制方法，稳定的粉料的内在质量。我们试图找出分子布劳恩值和粉子纯度之间的关系，提高了粉料的内在质量。同时也做的很好的公式削减，保证沥青量不超过允许的范围值，以保证炭质量稳定。使用小的配方，促进了炭阳极质量的提高。改变小颗粒和大颗粒的配比等级。使炭块的外观较好，体密高，孔隙率低；通过使用，其空气反应，二氧化碳的反应性，透气性等都优于大颗粒配方，耐热效果也有所提高，落渣现象也明显减少。

三.结语

通过改善工艺条件，稳定了生阳极生产质量，预焙阳极外观质量及理化指标也有了改善，预焙阳极在电解使用过程中掉渣、脱极现象明显降低，返回残极均匀。降低了阳极生产沥青用量和铝阳极消耗在电解生产进展。

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