阴极炭块在铝电解槽中的变形计算

阴极炭块砌筑于铝电解槽的底部,在电解槽焙烧—启动及正常的生产过程中,阴极炭块在温度梯度,电解质及钠浓度梯度和各种力的作用下发生变形,对铝电解生产操作和电解槽寿命产生很大影响。分析计算阴极炭块在铝电解槽中的变形情况对铝生产及电解槽设计都有很重要的意义。本文用有限单元法计算了阴极炭块的变形情况,并考虑了钠渗透的作用。计算结果表明,在有钠浓度梯度存在的情况下,阴极炭块的上表面膨胀最大,在端部强约束的情况下,阴极炭块组将发生上拱或表面脱层。     

使用半石墨化阴极炭块时铝电解槽内衬温度分布计算

铝电解槽内衬温度分布的合理与否，直接关系到铝电解生产的操作指标及铝电解槽寿命的长短。使用半石墨化阴极炭块后，由于炭块的电阻率降低、导热系数增大，对电解槽温度分布有很大影响。本文用有限差分法计算了使用半石墨化阴极炭块及内树材料改进后的温度分布情况。计算结果表明，使用半石墨化阴极炭块后，炭块端部的保温显得更为重要，靠近槽壳铺—层硅酸钙保温板是行之有效的措施。     

铝电解槽阴极破损原因及应对措施探析

分析铝电解生产中阴极的常见破损形式和成因，介绍阴极破损的检查判断和维护管理方法。提出预防和改进措施。阴极破损的主要形式有阴极炭块的层状剥落、底部炭块隆起、形成冲蚀坑、底部炭缝裂开。炭块质量和焙烧、启动、运行操作是阴极破损的主要影响因素。通过测量阴极棒头表面温度及阴极小母线的压降可判断槽底是否破损。通过对内衬材质、热场设计、焙烧与启动制度及正常生产维护的优化可有效提高电解槽寿命。     

铝电解废阴极炭块工业化应用技术及思考

废阴极炭块是电解铝行业产生的主要危险废物之一,对环境危害较大。对其处置利用是铝电解企业长期关注并亟需解决的问题。本文综述了国内外废阴极炭块处理技术及工业化应用情况,分析了各工艺的优缺点,并对废阴极炭块处理技术的发展方向进行了展望。     

铝电解废阴极炭块处理技术现状及展望

废阴极炭块是电解铝行业产生的主要危险废物之一,对环境危害较大,对其处置利用是铝电解企业长期关注并亟需解决的问题。综述了国内废阴极炭块湿法处理技术、火法处理技术及工业化应用情况,分析了各工艺技术的特点,并对废阴极炭块处理技术的发展方向进行了展望。     

160KA铝电解槽的早期破损机理

本文从力学角度对160KA 铝电解槽的早期破损机理进行了定量分析,并建立了一些相应的验算方法。发现在焙烧阶段,阴极炭块受拉断裂是导致该型电解槽早期破损的主要原因。本文还对阴极炭块的二次断裂、阴极钢棒的受压失稳、炭块的吸钠膨胀以及投料影响,做出了定量判断和估计。防止160KA 铝电解槽的早期破损,在目前是使我国铝工业迅速发展的一个技术关键。因而研究并搞清它的损坏原因,无疑具有重大的意义。     

铝电解废旧阴极炭综合利用进展

铝电解产生的废旧阴极炭块是有毒有害废弃物。阐述了电解铝产生废旧阴极炭块的背景、主要成分及其堆放对环境的影响,并对废旧阴极炭块的回收利用进行了综述。关于废旧阴极炭块的回收与利用的研究主要分为回收废旧阴极炭中的有价值成分和无害化处理废旧阴极炭。阐述了浮选法、高温燃烧法和化学浸出法回收废旧阴极炭中有价物质的基本原理和优缺点,对废旧阴极炭综合利用方向进行了分析,对回收技术的未来发展进行了展望。     

铝电解废槽衬资源化利用进展

铝电解废槽衬是铝电解工业产生的一种危险固体废弃物,含可溶的氟化物和氰化物,会对周围的环境造成危害。文章简要介绍了铝电解废槽衬的形成原因、废阴极炭块的综合回收利用工艺以及废耐火材料的无害化处理技术,同时还总结了废槽衬中有害物质的存在形式及分布位置,分析了电解铝过程中钠的渗透行为以及阴极炭块石墨化过程的机理及影响因素。     

浮选法综合利用铝电解槽废阴极炭块的工艺研究

从废阴极炭块的性质出发，通过小型试验，研究制订了废阴极炭块的浮选法综合利用工艺。浮选炭粉用于制造铝电解阴极的配料，浮选电解质经６００℃焙烧后再用作铝电解质，浮选废水用漂白粉处理后达到排放标准。本工艺流程简单，易于工业化推广。     

提高铝用阴极炭块导电率的研究

本文着重介绍提高铝用阴极炭块导电率的试验研究及其在工业试验中所采取的新工艺、新技术,并对其应用前景和在铝电解生产中的节能效果做出了科学的评估,为铝电解生产节能提供了新的途径。     

预焙槽阳极压降影响因素研究

针对我国铝电解吨铝电耗高的现状,以186kA系列电解槽阳极为研究对象,对阳极压降、回路压降和槽工作电压进行了理论计算,分析了影响阳极压降过高的因素。研究结果表明,回路压降约占槽工作电压23%;阳极压降约占回路压降41%;阳极压降理论计算值为391.15mV;影响阳极压降的主要因素是钢-炭压降和阳极炭块压降,次要因素是铝-钢爆炸焊压降和阳极钢爪压降;降低阳极压降有一定潜力。阴极压降占回路压降的比重也较大,降低阴极压降也有一定潜力。对于300kA以上大型预焙槽,应该运用阳极理论压降放大准则进行研究与分析。     

铝业废阴极炭块资源化利用技术研究

为实现铝业废阴极炭块在钢铁冶金流程中资源化利用，通过深入研究废阴极炭块的相关物性，结合炼钢工艺对炭素及氟化物的物质需求，明确了废阴极炭块的无害化资源利用原理，工业试验结果表明废阴极炭块在炼钢转炉内可较好地实现无害化资源利用。     

铝电解槽炭质固体废弃物综合利用进展

铝电解槽中产生的炭质固体废弃物属于有毒有害废弃物,废阳极炭粒和废阴极炭块的处理技术已成为近些年研究热点。依据国内外研究进展,笔者针对不同炭质固体废弃物的组成,采取与之相应的处理手段以除去有害组分,并回收有价组分。在了解废旧阳极炭粒和废旧阴极炭块的基础上,简述了国内外目前处理铝电解槽炭质固体废弃物的主要方法,可归纳为焙烧法、鼓泡流化床法、碱熔法、真空冶炼法、浮选法、浸出法、高温法和安全填埋法,简述其中具有代表性的处理工艺及其优缺点,并做出了总结与展望。      

106kA上插自焙槽早期破损个案分析

铝电解槽的寿命直接关系到铝冶炼企业的经济效益。本文通过对 1台在焙烧期出现漏铝电解槽及其刨槽状况的观测与分析 ,结合该槽的内衬结构及焙烧期阴极电流分布情况 ,阐述了焙烧期炭块组炭间缝所产生的槽纵向裂纹漏铝的原因 ,并提出了解决电解槽早期破损的相应措施     

铝电解废阴极的矿物学特性研究

针对铝电解废阴极采取SEM、TEM等手段分析了其中碳、钠、铝、铁等元素的主要矿物存在形式及其矿物间的嵌布特性。研究表明，废阴极炭块中主要成分为碳和氟化物；碳主要是石墨化程度较高的石墨，但结晶粒度只有几十纳米至几微米；氟化物主要是氟化钠、冰晶石、氟化钙；铝主要为氧化铝和冰晶石；铁主要是金属铁；矿物间嵌布紧密，互含普遍；矿物的嵌布粒度在数十纳米至几十微米之间。     

铝电解废阴极炭还原贫化转炉铜渣工艺

基于电解铝工艺废旧阴极炭块基本组成特点，提出以电解铝工艺废旧阴极炭块为还原剂贫化转炉铜渣的新方法。以热力学分析为基础，考察了废阴极炭块加入量、SiO2加入量及氮气喷吹流量对转炉渣中铜贫化效果的影响规律。结果表明，控制贫化温度1 300 ℃、喷吹时间20 min和保温时间60 min的前提下，调整SiO2加入量为3.4 % (Fe/SiO2为2.0)、废阴极炭添加量为2.8 %和氮气喷吹流量为300 mL/min时，尾渣中残余铜含量可从5.70%降到0.45%，同时废阴极炭块中F-固定率达96.6 %，实现了废阴极炭块的无害化与资源化处理。     

电流密度对钠和铝电解质渗透行为的影响

利用单室和双室两种电解槽研究了电流密度对钠和电解质渗透行为的影响。结果表明, 在单室电解槽中, 低电流密度下, 阴极渗透的物质很少, 随着电流密度的增加, 渗透的物质增多, 钠元素的含量明显增多, 并且在高电流密度下, 发现阴极炭块的表面覆盖着黄色的碳化铝。在双室电解槽中, 阴极室内的电解液面变化不明显, 而阳极室的电解液面降很大, 阳极室内的电解质在电场力的作用下, 穿过多孔的中间壁渗透到阴极室。随着电流密度的增大, 双室槽的两室液面差变大。     

加强工艺控制 提高铝用阳极质量

由于环保和节能的需要，目前国内外现代化的大型铝厂，普遍采用预焙阳极电解槽。其中预焙阳极的主要作用是两种：导电与参加铝电解的电化学和化学反应，它是电解槽的心脏，在电解过程中起着十分重要的作用。目前，中国铝用阳极材料与国际先进水平的差距之一便是阳极消耗高(中国预焙阳极净消耗平均为450kg/t—Al，而国外先进水平为400～420kg／t—Al)，致使铝电解成本较高、效益较差。     

基于细观结构铝电解阴极炭块的力学行为研究

从细观结构角度出发,基于蒙特卡罗法构建由炭骨料及沥青黏结剂两相组成的二维阴极炭块随机骨料模型,采用ANSYS软件对阴极炭块模型进行单轴压缩模拟试验,研究骨料的形状、含量以及级配对炭块力学性能的影响。结果表明,随着阴极炭块骨料级配减小、含量增大、圆度增大,阴极炭块模型裂纹萌生扩展越慢,受到损伤破坏越小。该模型数值模拟结果与实际试验结果基本一致,表明采用该模型对炭块的力学行为和破裂过程进行预测是合理和有效的。该模型可以作为对阴极炭块力学行为及破裂过程进行预测和分析研究的一种手段。     

低灰煅烧无烟煤与铝用石油焦的性质比较

对煅烧无烟煤和铝用煅烧石油焦的常规性质及颗粒物理性质进行了对比分析,结果表明:煅烧无烟煤的颗粒性质、石墨化度都要优于煅烧石油焦,灰分成份符合铝电解炭阳极原料要求,可以作为铝电解炭阳极的原料使用。