日前，生态环境部发布关于印发《国家重点推广的低碳技术目录（第四批）》的通知，包括全氧燃烧玻璃窑炉工艺及产业化技术、电解铝预焙阳极纳米陶瓷基高温防氧化涂层保护技术等在内的6类共35项低碳技术。

一、技术名称：

电解铝预焙阳极纳米陶瓷基高温防氧化涂层保护技术

二、技术类别：

减碳技术

三、所属领域及适用范围：

有色金属行业电解铝预焙阳极高温防氧化

四、该技术应用现状及产业化情况：

工业生产金属铝采用的是冰晶石和氧化铝熔盐电解法，阳极材料为碳素材料，阳极的消耗是电解铝主要碳排放源之一，降低碳素阳极消耗和碳排放一直是困扰行业发展的难题。使用纳米陶瓷基高温防氧化涂层保护技术可对碳素阳极炭块起到防氧化保护作用，从而达到吨铝碳素阳极降耗15kg/t-Al，能有效解决这一行业难题。目前，该技术已在我国山东魏桥集团、黄河鑫业有限公司、广西华磊新材料有限公司等近十家大型电解铝企业成功应用，累计使用该技术产品的电解铝产能约170万吨。

五、技术内容：

1.技术原理：

纳米陶瓷基高温防氧化涂层材料是根据铝电解槽内高温、高浓度CO₂和腐蚀性气体环境以及电解质体系特性而开发的防氧化、无污染材料。通过喷涂方式将涂层材料喷涂在电解铝预焙阳极炭块侧表面，可阻止周围空气、CO₂和电解质蒸汽对阳极炭块的侵蚀，实现炭块的隔绝保护，同时也可以降低阳极炭块四周氧化掉渣。在恒定的电流强度下，与不用涂层的阳极相比，阳极炭块的消耗速率降低，使用寿命延长，从而降低吨铝炭耗、CO2排放和含氟危险废物炭渣量。同时，还可以在一定程度上降低电解质电阻，改善电解槽情况，降低电耗。

2.关键技术：

（1）常温成膜固化技术

采用由甲基纤维素组成的特定质量比的成膜相和由硅烷偶联剂、铝酸脂偶联剂组成的特定质量比的稳定相，分别用于陶瓷基补强相、陶瓷基连续相的表面改性。在常温状态下，可使涂料喷涂于物体表面后快速成膜固化，避免了喷涂液的垂直流动，使膜层厚薄均匀。

（2）低温致密烧结陶瓷化技术

采用由特定质量比的α-Al₂O₃和γ-Al₂O₃混合作为陶瓷基连续相，由特定质量比的云母粉、钾长石粉、稀土材料作为陶瓷基连续催化相，经400℃烧结后，使涂层材料致密陶瓷化。

（3）涂层材料与碳素材料附着力提升技术

采用由特定质量比的碱及碱土金属作为辅助催化相，附加一定质量比的煅烧硅藻土、蒙脱土组成作为陶瓷基补强相，以提升涂层材料与碳素材料附着力。

3.工艺流程

基于涂层材料制备技术和工业应用技术的工艺流程见图1。

图1基于涂层材料制备技术和工业应用技术的工艺流程图

六、主要技术指标

1.涂层材料线膨胀系数：6×10^-6～8×10^-6/℃；

2.涂层材料附着力：I级；

3.涂层材料耐压强度：≥8MPa；

4.吨铝碳素阳极消耗节约量：15～20kg；

5.吨铝CO₂排放降低量：55～73kg；

6.吨铝危险废物含氟炭渣降低量：3～6kg。

七、技术鉴定及获奖情况

该技术获得国家发明专利8项，实用新型专利15项。2019年，分别通过中国铝业集团和国家电力投资集团旗下的电解铝企业出具的电解铝预焙阳极高温防氧化涂层保护项目实验总结报告验证。

来源：生态环境部