浅谈预焙阳极质量对铝电解生产的影响

摘要：随着铝电解产业的迅猛发展，关于铝电解的生产研究也在不断增加。预焙阳极被称作“铝电解槽生产的心脏”，阳极的质量直接影响着铝电解槽的稳定及其技术经济指标，是铝电解槽正常工作的基础，是铝电解工艺条件稳定的核心。本文旨在探讨预焙阳极性能、质量对电解生产工艺、电解成本的影响。

关键词：预焙阳极；铝电解生产；

1 引言

预焙阳极的主要原材料为石油焦和煤沥青。石油焦经过煅烧后，再经破碎、筛分、配料等多道工序生产出半成品，最后再经焙烧获得预焙阳极成品，预焙阳极与钢爪、铝导杆组装后形成阳极炭块组，通常有单块组、双块组，炭块组通过夹具将铝导杆加紧在阳极水平母线上作为电解槽生产阳极。

2 预焙阳极的性能

在铝电解生产中，采用高温的具有腐蚀性的冰晶石熔液，在目前工业化材料当中，炭素材料具有能够满足导电、耐高温、耐腐蚀、价格不贵的优点，因此铝电解生产中用炭素材料作为电解过程中的阳极导体，炭阳极参与电化学反应而连续消耗，同时为电解过程中的热平衡提供部分能量。为保障电解生产正常同时保证铝液品质对预焙阳极有一些的特性要求，首先要求预焙阳极中的杂质含量要低，因为预焙阳极中的金属杂质会在铝析出之前先被还原，从而进入铝液内，从而导致铝液质量下滑。

3 预焙阳极质量对铝电解生产的影响

在铝电解生产当中，目前铝电解生产为保证电解槽生产的连续性阳极炭块组需要定期更换，同时为保障电解槽生产的稳定性，电解槽在更换炭块阳极组需要按照一定顺序进行更换，每生产1吨铝理论需要消耗预焙阳极333kg，但是在实际生产中除了参与电解电化学反应的消耗之外，由于预焙阳极被空气中的氧气氧化，导致预焙阳极掉渣会产生额外消耗，同时由于预焙阳极质量缺陷，会导致阳极裂纹、松散、断层、高灰分以及阳极脱落等一系列问题，进而影响电解生产的稳定性，铝电解生产效率降低，使铝电解生产成本增高。

预焙阳极氧化、质量缺陷会给铝电解生产带来以下几方面的影响：

（1）预焙阳极氧化会使焦粒脱落导致电解槽炭渣增加，炭渣悬浮在电解质中，会改变电解质的导电性和表面张力等特性，导致电解质比电阻增大，电解槽中电解质温度会明显升高，使电流效率降低；

（2）炭渣量的增加使捞炭渣作业工作时间加长，电解工劳动强度增大；同时在打捞炭渣的过程中导致电解质的损失：

（3）为了保持电解槽继续平稳运行，在生产过程中，工作人员会定期对电解质进行清理，保证电解质清洁使炭渣能够分离会增加冰晶石的用量，使氟化盐单耗增加；

（4）阳极使用周期明显缩短，导致换极月平均工作量增加，使预焙阳极使用量增加，导致铝液成本增加；

4 预焙阳极生产厂家需要提升预焙阳极质量

为保证预焙阳极质量，采用高质量的原料降低预焙阳极中灰粉含量，对现有预焙阳极的生产工艺进行智能化的生产控制，提高阳极的抗氧化性，降低预焙阳极的电阻率。为避免强大电流通过产生的强大热应力，避免炭块出现断层、裂纹、掉块等缺陷预焙阳极的抗压强度要进一步提高，预焙阳极的空气透气度要更低，强大的电流和高的生产温度，会加速阳极炭块的氧化消耗速度，因此，预焙阳极的空气透气度在质量标准上要更好。

同时，加强对预焙阳极质量的检测和监控，确保企业使用质量合格的产品。同时需要在现有技术基础上研发新材料的应用。

5 使用企业对预焙阳极使用过程中的保护

为减少预焙阳极氧化损失，电解生产通常会用氧化铝作为保温材料做好预焙阳极的覆盖，目前通过在炭素阳极表面涂覆一层具有抗氧化性能的材料，如氧化铝涂层，这些涂料利用自动化喷涂技术均匀的喷涂在预焙阳极表面，能形成一种致密的抗氧化涂层，起到很好的密封作用，可以在高温下隔绝空气显著提高预焙阳极的使用性能，阻断炭素材料与氧气的接触，减少氧化反应，从而延长炭素材料的使用时间。

铝电解生产追求的主题就是要电解槽在最佳运行状态下保持平稳生产，提升电流效率，降低能源消耗。这就要求生产企业严格要求原材料质量，严格把控生产流程及各个环节工序的操作质量，预焙阳极质量对电解铝生产的影响至关重要，为了促使电解铝企业的稳定长远发展就要确保有高质量的预焙阳极。

参考文献：

[1]邱竹贤.预焙槽炼铝

[2]梁学民、张松江.现代铝电解生产技术与管理