專利名稱：：一種提高鋁電解開槽陽極抗氧化性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種提高鋁電解開槽陽極抗氧化性的方法。
背景技術(shù)：
：炭素陽極在鋁電解槽生產(chǎn)過程中起著十分重要的作用，它作為導(dǎo)體將直流電導(dǎo)入電解槽，并參與陽極反應(yīng)過程。在原鋁生產(chǎn)過程中，電解鋁內(nèi)部產(chǎn)生許多氣體，這些氣體大部分是在陽極下部產(chǎn)生的。這些氣體的運動將使電解質(zhì)產(chǎn)生伴有湍動的對流運動，使電解質(zhì)一鋁液界面產(chǎn)生波動，影響了電流和磁場的分布，嚴(yán)重時使電流完全切斷而發(fā)生陽極效應(yīng)。另外，氣體會在陽極底部形成一定厚度的氣泡層，同時在電解質(zhì)中也有一定的氣泡存在，這些無疑增加了槽電壓，從而增加了電解能耗。為了解決這些問題，鋁電解行業(yè)推出了陽極開槽技術(shù)，將電解過程中產(chǎn)生的陽極氣體從陽極底掌排出。開槽陽極如圖1所示。這樣既降低氣膜過電壓，又減弱二次反應(yīng)及氣泡逸出對極距的干擾，陽極氣體得到快速平緩逸出，降低氣泡噪聲，達(dá)到提高效率和降低電耗的節(jié)能目的。雖然開槽陽極具有上述優(yōu)異的性能，在節(jié)能方面有顯著的效果，但是陽極開槽后帶來一個負(fù)面的因素——溝槽的存在增加了陽極的氧化面積。對于抗氧化性好的優(yōu)質(zhì)陽極，開槽后具備了上述優(yōu)異的使用性能，但對于抗氧化性差的陽極開槽后會加速了陽極在電解過程中的消耗，電解槽子炭渣增多，槽壓降升高，反而增加了電耗。因此，要大面積推廣陽極開槽技術(shù)，將陽極開槽技術(shù)運用于普通陽極上，首要解決的問題就是如何提高陽極的抗氧化性能，使普通陽極也具備開槽技術(shù)的條件。本發(fā)明針對這一行業(yè)問題，進(jìn)行全面的研究，很好解決了這一行業(yè)技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有開槽陽極技術(shù)存在的上述不足，提供一種提高鋁電解開槽陽極抗氧化性的方法，能將陽極氣體阻隔和屏蔽起來，對溝槽起到保護(hù)作用，從而提高了普通陽極溝槽的抗氧化性能。本發(fā)明根據(jù)陽極的使用環(huán)境和條件，采用物理方法和化學(xué)方法，使分子或離子聚集成膠體離子等手段，開發(fā)和研制出一種粘接性強、耐高溫、能抗電解質(zhì)侵蝕的低成本環(huán)保涂層材料，將這種涂層材料采用涂抹或浸泡等手段，運用在陽極的溝槽內(nèi)部，將陽極氣體阻隔和屏蔽起來，對溝槽起到保護(hù)作用，從而提高了普通陽極溝槽的抗氧化性能。本發(fā)明的以鋁溶膠為粘結(jié)劑，以氧化鋁為主要填料的高溫抗氧化涂層制造方法如下原料的質(zhì)量百分比組成3830%鋁溶膠3060%Si021.04.0%H3B031.06.0%A1A630%ZnO05.0%H201035%分散劑05%。所述鋁溶膠為市售產(chǎn)品。分散劑為檸檬三酸銨、聚乙烯醇、聚丙烯酸胺中的一種或兩種。所述高溫抗氧化涂料通過下列方法制備(1)將鋁溶膠加熱至沸騰，向沸騰的鋁溶膠中加入氫氧化鋁A1(0H)3粉末，在室溫15(TC溫度下攪拌530分鐘；(2)將Al203、Si02、H3B03、Zn0、水直接加入到步驟(1)的鋁溶膠粘結(jié)劑中，在室溫15(TC溫度下，攪拌1030分鐘，調(diào)整粘度至0.120Pas，pH值至1.03.0，形成穩(wěn)定的膠狀物，便制得高溫抗氧化涂料；或者(1)將鋁溶膠加熱至沸騰，向沸騰的鋁溶膠中加入氫氧化鋁A1(0H)3粉末，在室溫15(TC溫度下攪拌530分鐘；(2)將A1203、Si02、H3B03、ZnO與分散劑混合后，加水制成均勻的漿料；(3)將步驟(2)的漿料加入到步驟(1)的鋁溶膠粘結(jié)劑中，調(diào)整粘度至O.120Pas、pH值至1.03.0，得高溫抗氧化涂料。將步驟(3)的高溫抗氧化涂涂刷在鋁電解開槽陽極的溝槽內(nèi)部，在室溫或干燥箱中固化后，在被涂物表面即形成高溫抗氧化涂層。本發(fā)明具有下列優(yōu)點和效果本高溫抗氧化涂料不包含有機物并且可以通過粘結(jié)劑的組成以及料漿的組成來調(diào)節(jié)涂層致密度，將其涂刷在鋁電解開槽陽極溝槽內(nèi)部，將陽極氣體阻隔和屏蔽起來，對溝槽起到保護(hù)作用，從而提高了普通陽極溝槽的抗氧化性能。本發(fā)明提供的方法其工藝簡單，操作方便，節(jié)能，不排放污染物，投資小，運行成本低。圖1是現(xiàn)有的鋁電解開槽陽極結(jié)構(gòu)示意圖；A為槽溝。圖2是本發(fā)明的鋁電解開槽陽極的溝槽內(nèi)部涂層示意圖；B為涂層槽溝。具體實施例方式實施例1:按下列配方取料<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>制備方法(1)將鋁溶膠(鋁溶膠為市售產(chǎn)品)加熱攪拌，當(dāng)鋁溶膠沸騰后，向裝有鋁溶膠的燒杯中緩慢加入氫氧化鋁A1(0H)3粉末，在ll(TC溫度下攪拌IO分鐘制成鋁溶膠粘結(jié)劑。(2)將Al203、Si02、H3B03、ZnO與分散劑檸檬三酸銨混合后，加入水得均勻的漿料；(3)將步驟(2)的漿料加入到步驟(1)的鋁溶膠粘結(jié)劑中，調(diào)整粘度至0.lPas和pH值至3.0，得到高溫抗氧化涂料；將步驟(3)的高溫抗氧化涂涂刷在鋁電解開槽陽極的溝槽內(nèi)部，在室溫或干燥箱中固化后，在被涂物表面即形成高溫抗氧化涂層。實施例2:按下列配方取料<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>制備方法(1)將鋁溶膠加熱攪拌；當(dāng)鋁溶膠沸騰后，向裝有鋁溶膠的燒杯中緩慢加入氫氧化鋁Al(OH)3粉末，室溫下攪拌30分鐘制成鋁溶膠粘結(jié)劑；(2)將A1203、H3B03、SiOy水直接加入到步驟(1)的鋁溶膠粘結(jié)劑中，在室溫下，攪拌30分鐘，調(diào)整粘度至20Pas，pH值至1.0，形成穩(wěn)定的膠狀物，便制得高溫抗氧化涂料；將步驟(2)的高溫抗氧化涂涂刷在鋁電解開槽陽極的溝槽內(nèi)部，在室溫或干燥箱中固化后，在被涂物表面即形成高溫抗氧化涂層。實施例3:按下列配方取料<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>制備方法(1)將鋁溶膠加熱攪拌，當(dāng)鋁溶膠沸騰后，向裝有鋁溶膠的燒杯中緩慢加入氫氧化鋁Al(0H)3粉末，在8(TC溫度下攪拌20分鐘制成鋁溶膠粘結(jié)劑。(2)將Al203、Si02、H3B03、ZnO與水混合后，加入分散劑聚丙烯酸胺制成均勻的漿料；(3)將步驟(2)的漿料加入到步驟(1)的鋁溶膠粘結(jié)劑中，調(diào)整粘度至lOPa*s和pH值至2.0，得到高溫抗氧化涂料；將步驟(3)的高溫抗氧化涂涂刷在鋁電解開槽陽極的溝槽內(nèi)部，在室溫或干燥箱中固化后，在被涂物表面即形成高溫抗氧化涂層。該技術(shù)的效果1、該技術(shù)是能適應(yīng)整個鋁電解預(yù)焙陽極開槽技術(shù)條件的要求，技術(shù)創(chuàng)新性強，屬國內(nèi)外首創(chuàng)。2、降低槽壓降1520mv。該技術(shù)實施后，一方面，提高了開槽陽極的抗氧化性，降低了陽極的消耗；另一方面，減少了電解鋁陽極效應(yīng)次數(shù)，降低了槽壓降。3、改善鋁電解企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境，降低了生產(chǎn)操作人員的勞動強度。該技術(shù)實施后，減少了大量的減少C02氣體，降低了污染環(huán)境。另外，由于減少了電解槽子的炭渣量，減輕了職工打撈炭渣的工作量。權(quán)利要求一種提高鋁電解開槽陽極抗氧化性的方法，其特征在于將以鋁溶膠為粘結(jié)劑、以氧化鋁為主要填料制成的高溫抗氧化涂料涂刷在鋁電解開槽陽極的溝槽內(nèi)部，干燥固化后在被涂物表面即形成高溫抗氧化涂層；高溫抗氧化涂料制備方法如下原料的質(zhì)量百分比組成為Al(OH)38～30％，鋁溶膠30～60％，SiO21.0～4.0％，H3BO31.0～6.0％，Al2O36～30％，ZnO0～5.0％，H2O10～35％，分散劑0～5％；制備步驟如下(1)將鋁溶膠加熱至沸騰，向沸騰的鋁溶膠中加入氫氧化鋁Al(OH)3粉末，在室溫～150℃溫度下攪拌5～30分鐘；(2)將Al2O3、SiO2、H3BO3、ZnO、水直接加入到步驟(1)的鋁溶膠粘結(jié)劑中，在室溫～150℃溫度下，攪拌10～30分鐘，調(diào)整粘度至0.1～20Pa·s，pH值至1.0～3.0，形成穩(wěn)定的膠狀物，便制得高溫抗氧化涂料；或者(1)將鋁溶膠加熱至沸騰，向沸騰的鋁溶膠中加入氫氧化鋁Al(OH)3粉末，在室溫～150℃溫度下攪拌5～30分鐘；(2)將Al2O3、SiO2、H3BO3、ZnO與分散劑混合后，加水制成均勻的漿料；(3)將步驟(2)的漿料加入到步驟(1)的鋁溶膠粘結(jié)劑中，調(diào)整粘度至0.1～20Pa·s、pH值至1.0～3.0，得高溫抗氧化涂料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高鋁電解開槽陽極抗氧化性的方法，其特征在于分散劑為檸檬三酸銨、聚乙烯醇、聚丙烯酸胺中的一種或兩種。全文摘要本發(fā)明是一種提高鋁電解開槽陽極抗氧化性的方法。其特征在于將以鋁溶膠為粘結(jié)劑、以氧化鋁為主要填料制成的高溫抗氧化涂料涂刷在鋁電解開槽陽極的溝槽內(nèi)部，干燥固化后在被涂物表面即形成高溫抗氧化涂層；高溫抗氧化涂料制備方法如下原料的質(zhì)量百分比組成為Al(OH)38～30％，鋁溶膠30～60％，SiO21.0～4.0％，H3BO31.0～6.0％，Al2O36～30％，ZnO0～5.0％，H2O10～35％，分散劑0～5％。本發(fā)明的高溫抗氧化涂料不包含有機物并且可以通過粘結(jié)劑的組成以及料漿的組成來調(diào)節(jié)涂層致密度，將其涂刷在鋁電解開槽陽極溝槽內(nèi)部，對溝槽起到保護(hù)作用，從而提高了普通陽極溝槽的抗氧化性能。本發(fā)明提供的方法其工藝簡單，操作方便，節(jié)能，不排放污染物，投資小，運行成本低。文檔編號C09D1/00GK101787549SQ20101013543公開日2010年7月28日申請日期2010年3月30日優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日發(fā)明者嚴(yán)繼康,何錦黎,劉惠軍,周永全,姬鳳武,李彩霞,楊光德,邊華偉,邱哲生申請人:云南鋁業(yè)股份有限公司