【技术】杂质成分对炭阳极气体反应性的影响

发布时间: 2023-08-11 14:20:28 作者:中商碳素研究院


炭阳极的空气反应性和CO2反应性是其重要指标,空气反应性和CO2反应性指标差的炭阳极在电解槽上使用时,不但增加阳极的气化反应量,还会加剧阳极的掉渣现象,导致电解槽内的炭渣量增多。炭渣量过多会导致槽电压上升,槽况不稳,电流效率降低,电耗升髙,增加氟盐消耗及工人捞炭渣的劳动强度,严重影响铝电解的技术经济指标。


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炭阳极的空气反应性和CO2反应性,除了受焙烧程度和体积密度等因素的影响外,还极大地受生产原料等影响。本文着重探讨炭阳极中杂质元素的来源及对炭阳极气体反应性的影响,仅供企业参考借鉴。


一、炭阳极中杂质元素的来源

1.石油焦中的杂质元素

石油焦中杂质的来源为原油中带的杂质,如S、V、Si、Fe、Ni等在蒸馏、炼焦的过程中也会使一些杂质增加,如S、V、Ni等;一些杂质的含量与生产所用水的质量、脱盐过程有很大关系,如S、Ca在运输储存过程中也会增加部分杂质,如Si、Fe等


2.煤沥青中的杂质元素

煤沥青中的灰分较少,但也存在一些能够影响炭阳极空气和C02反应性的杂质元素。沥青中的大部分杂质是在沥青的冷却、储存、运输和二次熔化过程中带入的,其杂质元素主要有S、Na、Si、Fe、Ca、A1、Zn、Pb等。


3.残极引入的杂质元素

残极是炭阳极在铝电解槽中使用后剩余的部分,残极会粘附和渗入电解质,残极作为原料配炭阳极中时,会引杂质,尤其是当残极清理不干净时,引的杂质会更多


4.炭阳极生产过程中引入的杂质元素

在炭阳极的生产过程中,也会引一些杂质元素。石油焦在炭阳极的生产过程中Si、Fe含量增加,Fe主要来源于破碎、球磨等加工过程,Si主要来源于石油焦煅烧及配料中加收尘粉。石油焦回转窑在运行过程中,高温,碳腐蚀,热震,化学腐蚀、磨损、挤压振动等作用会使内衬材料产生破坏,这也会向煅后焦中引入杂质。


二、杂质元素对炭阳极气体反应性的影响

关于杂质元素对炭阳极气体反应性的影响,较多的研究表明s能够抑制炭阳极C02反应性,V、Na、Ca、Fe等元素能够催化炭阳极的空气反应性,Na、Ca、Fe等元素能够催化炭阳极的C02反应性,添加定量的AlF3能够抑制炭阳极的空气 C02反应性


以上,简单罗列了炭阳极中杂质元素的来源及对炭阳极气体反应性的影响,企业可依据自身生产情况针对性地采取措施,减轻杂质元素的不良影响