專(zhuān)利名稱(chēng)：一種鋁電解用磷生鐵陰極的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋁電解技術(shù)領(lǐng)域，是一種用于鋁電解過(guò)程中磷生鐵陰極的制備方法。
背景技術(shù)：
鋁電解用陰極是由碳?jí)K、方鋼兩部分組成。其組合方式為先將陰極碳?jí)K和陰極 方鋼加熱到200°C以上，再將加熱好的熱冷搗糊均勻地撒在陰極碳?jí)K的燕尾槽底部，用工具 扎實(shí)后放入陰極方鋼，最后在方鋼兩側(cè)用熱搗糊扎實(shí)，此組合方式有以下缺點(diǎn)一是最先扎 在燕尾槽底部的熱搗糊與陰極方鋼表面全靠方鋼自重壓力使兩者接觸，加之受陰極方鋼加 熱變形等因素影響兩者之間接觸不會(huì)很好。二是在扎熱搗糊過(guò)程中，受溫度、人為因素等影 響，扎固質(zhì)量較難控制。三是陰極碳?jí)K、糊料、方鋼三者之間因受溫度差異、材質(zhì)差異、應(yīng)力、 膨脹系數(shù)影響，當(dāng)溫度發(fā)生改變后，接觸面間難免會(huì)出現(xiàn)接觸不太緊密現(xiàn)象。四是熱搗糊料 受批次、原料配比等因素影響，導(dǎo)電率會(huì)發(fā)生變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)陰極碳?jí)K與方鋼組合方式在傳統(tǒng)的鋼棒糊夯實(shí)工藝技術(shù)上 存在的不足，提供一種能有效解決陰極碳?jí)K與方鋼聯(lián)接不好的問(wèn)題，同時(shí)又能有效地降低 了鋁電解過(guò)程中的陰極壓降，從而降低了鋁電解過(guò)程中生產(chǎn)成本的鋁電解用磷生鐵陰極的 制備方法。解決本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為方鋼與陰極碳?jí)K的預(yù)組合體進(jìn)行密 封處理，即將箱體內(nèi)氧氣排出，避免陰極方鋼和陰極碳?jí)K的氧化，然后放入均熱爐內(nèi)加熱并 保溫，運(yùn)出均熱爐后用預(yù)先準(zhǔn)備好的磷生鐵水澆鑄，澆鑄好后，再進(jìn)行密封處理，即將箱體 內(nèi)氧氣排出，避免陰極方鋼和陰極碳?jí)K的氧化，再放入常溫下自然冷卻，得到的磷生鐵陰極 即可用在鋁電解的生產(chǎn)中。本發(fā)明主要的技術(shù)條件是(1)磷生鐵的所含的雜質(zhì)含量的重量百分比組分為Mn :0. 2 1. 2%，P :0. 4 1. 8%，Si :1· 5 4. 5%，C :2· 5 3. 7%，S < 0. 3%。(2)加熱設(shè)備為均熱爐，均熱爐內(nèi)的溫度為400 1000°C，保溫時(shí)間為4 24h。(3)制備磷生鐵陰極過(guò)程中需要將陰極碳?jí)K與陰極方鋼做密封處理，將箱體內(nèi)氧 氣排出，避免陰極方鋼和陰極碳?jí)K的氧化。本發(fā)明的有益效果是磷生鐵陰極應(yīng)用于鋁電解中，使得鋁電解過(guò)程中陰極壓降 得到了很大程度的下降，從而使得鋁電解過(guò)程中所消耗的電耗得以大大的降低，同時(shí)也延 長(zhǎng)了陰極的使用壽命。磷生鐵陰極的生產(chǎn)對(duì)環(huán)境沒(méi)有任何污染，產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益顯著。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:陰極方鋼與陰極碳?jí)K的預(yù)組合體進(jìn)行密封處理，即將箱體內(nèi)氧氣排出，避免陰極 方鋼和陰極碳?jí)K的氧化，然后放入均熱爐內(nèi)加熱，加熱溫度為450°C，并保溫5小時(shí)，運(yùn)出均 熱爐后用預(yù)先準(zhǔn)備好的磷生鐵水澆鑄，再進(jìn)行密封處理，將箱體內(nèi)氧氣排出，再放入常溫下 自然冷卻，得到的磷生鐵陰極即可用在鋁電解的生產(chǎn)中。磷生鐵的所含的雜質(zhì)含量的重量 百分比為:Mn 0. 2%, P :0. 4%, Si :1· 5%, C :2· 5%, S < 0. 3%0將制備好的磷生鐵陰極應(yīng)用在鋁電解槽中，比較磷生鐵陰極與傳統(tǒng)熱搗糊陰極的 壓降差別。結(jié)果磷生鐵陰極使用過(guò)程時(shí)，單塊磷生鐵陰極的壓降為18. OmV,比熱搗糊陰極 降低6. OmV。整個(gè)電解槽的陰極壓降也從340mV下降到247mV。實(shí)施例2:陰極方鋼與陰極碳?jí)K的預(yù)組合體進(jìn)行密封處理，即將箱體內(nèi)氧氣排出，避免陰極 方鋼和陰極碳?jí)K的氧化，然后放入均熱爐內(nèi)加熱，加熱溫度為650°C，并保溫10小時(shí)，運(yùn)出 均熱爐后用預(yù)先準(zhǔn)備好的磷生鐵水澆鑄，再進(jìn)行密封處理，將箱體內(nèi)氧氣排出，再放入常溫 下自然冷卻，得到的磷生鐵陰極即可用在鋁電解的生產(chǎn)中。磷生鐵的所含的雜質(zhì)含量的重 量百分比為:Mn 1. 2%, P :1. 8%, Si :4· 5%, C :3· 7%, S < 0. 3%0將制備好的磷生鐵陰極應(yīng)用于鋁電解槽中，比較磷生鐵陰極與熱搗糊陰極的壓降 差別。結(jié)果磷生鐵陰極使用過(guò)程時(shí)，單塊磷生鐵陰極的壓降為17. 4mV,比熱搗糊陰極降低
6.6mV。整個(gè)電解槽的陰極壓降也從340mV下降到246mV。實(shí)施例3陰極方鋼與陰極碳?jí)K的預(yù)組合體進(jìn)行密封處理，即將箱體內(nèi)氧氣排出，避免陰極 方鋼和陰極碳?jí)K的氧化，然后放入均熱爐內(nèi)加熱，加熱溫度為800°C，并保溫20小時(shí)，運(yùn)出 均熱爐后用預(yù)先準(zhǔn)備好的磷生鐵水澆鑄，再進(jìn)行密封處理，將箱體內(nèi)氧氣排出，再放入常溫 下自然冷卻，得到的磷生鐵陰極即可用在鋁電解的生產(chǎn)中。磷生鐵的所含的雜質(zhì)含量的重 量百分比組分為Mn 0. 8%, P :1. 2%, Si 3. 5%, C 3. 1%, S < 0. 3%。將制備好的磷生鐵陰極應(yīng)用在鋁電解槽中，比較磷生鐵陰極與熱搗糊陰極的壓降 差別。結(jié)果磷生鐵陰極使用過(guò)程時(shí)，單塊磷生鐵陰極的壓降為16. 8mV,比熱搗糊陰極降低
7.2mV。整個(gè)電解槽的陰極壓降也從340mV下降到244mV。
權(quán)利要求
1.一種鋁電解用磷生鐵陰極的制備方法，其特征在于方鋼與陰極碳?jí)K的預(yù)組合體進(jìn) 行密封處理，即將箱體內(nèi)氧氣排出，然后放入均熱爐內(nèi)加熱并保溫，運(yùn)出均熱爐后用預(yù)先準(zhǔn) 備好的磷生鐵水澆鑄，澆鑄好后再進(jìn)行密封處理，即將箱體內(nèi)氧氣排出，再放入常溫下自然 冷卻，制得的磷生鐵陰極即可用于鋁電解的生產(chǎn)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解用磷生鐵陰極的制備方法，其特征在于磷生鐵的所含 的雜質(zhì)含量的重量百分比組分為Mn :0. 2 1. 2%，P :0. 4 1. 8%，Si :1. 5 4. 5%，C 2. 5 3. 7%, S < 0. 3%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解用磷生鐵陰極的制備方法，其特征在于均熱爐內(nèi)的溫 度為400 1000°C，保溫時(shí)間為4 24h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋁電解工業(yè)中磷生鐵陰極的制備方法。即將陰極方鋼與陰極碳?jí)K的預(yù)組合體進(jìn)行密封處理，即將箱體內(nèi)氧氣排出，避免陰極方鋼和陰極碳?jí)K的氧化，然后放入均熱爐內(nèi)加熱到400～1000℃，保溫4～24h，運(yùn)出均熱爐后用預(yù)先準(zhǔn)備好的磷生鐵水澆鑄，澆鑄好后，再進(jìn)行密封處理，將箱體內(nèi)氧氣排出，再放入常溫下自然冷卻。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)處理成本低。生產(chǎn)出來(lái)的磷生鐵陰極能夠有效降低鋁電解的陰極壓降，大大降低鋁電解過(guò)程的電耗，產(chǎn)品應(yīng)用后能耗大幅度下降，同時(shí)也延長(zhǎng)了陰極的使用壽命，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
文檔編號(hào)C25C3/08GK102002732SQ20101056931
公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者丁吉林, 信偉松, 普光平, 楊葉偉, 熊自勇, 王建平, 王躍全, 趙仕堂, 趙瑞敏, 陳才榮, 陳渝, 顏非亞, 龍國(guó)輝 申請(qǐng)人:云南云鋁涌鑫鋁業(yè)有限公司