铝电解槽用阴极冷捣糊制备方法技术

铝电解槽用阴极冷捣糊制备方法，属于电解铝技术领域。其原料由骨料、粘结剂、添加剂构成，制备工序包括以下阶段：（1）配料：先将骨料重量百分比80～86%，粘结剂重量百分比14～19%，添加剂重量百分比1～3%进行配料；（2）预热：将骨料与添加剂干混，预热温度35～42℃，粘结剂预热温度40～45℃，预热时间15～25min；（3）混捏：将预热后骨料及添加剂、粘结剂放入混捏机中，控制混捏温度40～50℃，混捏时间20～40min，出锅，包装。与现有铝电解槽筑槽用炭素热捣糊制备方法相比，本发明专利技术冷捣糊制备技术具有操作步骤少、工艺简单、减少环境污染和对操作工人身体损害、缩短工期、节省能耗费用等优点。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术属于有色金属电解铝
，特别是一种电解铝用阴极冷捣糊的制备方法。

技术介绍

电解槽寿命反应了设计、筑槽、阴极质量、操作水平等因素，进一步开发提高槽寿命关键技术是电解铝工业重点解决课题之一。现代铝电解槽阴极是用阴极炭块和阴极糊扎固而成，铝电解槽用的阴极糊广泛用于底块之间缝隙的扎固、底块与侧块之间缝隙的扎固，有的还用于形成侧部炉帮以及阴极棒与炭块之间的扎固等。
阴极炭块和阴极糊直接与高温电解质和铝液相互接触，阴极炭块经过高温焙烧，有较好的导热、导电性能、耐侵蚀、耐抗压强度等性能，而阴极糊由于受捣打工艺、施工风压及预热焙烧方式等因素影响，相比于阴极炭块，较为脆弱，高温熔体易从阴极糊处渗漏，因此阴极糊的质量尤为重要。
阴极糊包括热捣糊（施工温度100～120℃）和冷捣糊（施工温度20～40℃）。采用热捣糊筑槽工艺，糊料需要加热，沥青烟较大，工人在高温下连续操作，严重影响操作工人的身体健康，污染环境状况严重，同时槽内烟气大，工人看不清缝隙，影响扎固质量；而冷捣糊筑槽工艺施工温度20～40℃，夏季环境温度较高，无需加热，而冬季略微加热即可。冷捣糊加热温度低、烟气小、环境适中、工人劳动强度降低、为提高扎糊质量创造了有利条件，提高了筑槽的经济效益和社会效益，冷捣糊的技术开发及应用在国内外铝工业电解铝槽砌筑领域得到越来越多的重视，目前国内仅挪威埃肯公司生产并工业应用，但由于该公司技术的保密性，国内炭素厂家目前尚未开发形成能够工业应用冷捣糊的制备方法，因此有必要对能够工业应用冷捣糊制备方法进行自主开发，打破国外公司对这一技术的垄断性。

技术实现思路

本专利技术的目的是提供一种铝电解槽用阴极冷捣糊的制备方法，该方法操作步骤少、工艺简单、施工方便、减少环境污染对施工工人的身体损害、操作周期短且节省筑槽费用，制备出来的冷捣糊可在常温下进行捣固操作。
本专利技术采用的技术方案为：先将骨料经破碎球磨后，进入筛分设备，筛分得到合适骨料颗粒，冷捣糊原料为骨料、粘结剂和添加剂，原料各组分重量百分比为：骨料重量百分比80～86%；粘结剂重量百分比14～19%；添加剂重量百分比1～3%。粘结剂软化点低于-20℃，室温下混捏骨料能够保证合适的粘度及较好的流动性，添加剂具有较高的结焦值，添加一定比例能够保证粘结剂混合体高温成焦性，将骨料和添加剂放入混捏锅内干混，并同时预热，控制合适的混捏温度及混捏时间保证骨料的均匀性；骨料和添加剂混均后加入预热后的粘结剂，控制合适的湿混工艺条件，保证粘结剂混捏过程的较好流动性及浸入骨料孔隙的充分性。
所述的骨料选择电煅无烟煤；粘结剂选择液体沥青；添加剂选择树脂粉。
本专利技术产生的显著效果为：
1.添加剂与骨料直接混合，避免添加剂与粘结剂的混合步骤，工艺简单，生产方便。
2.生产出的冷捣糊捣固过程中产生的烟气中含有的的苯并芘等致癌物质以及其它有害成分比普通沥青生产的热捣糊减少95%以上，生产过程更加环保，有利于操作人员的身体健康。
附图说明
图1为本专利技术的工艺流程图。
如图1所示：经粉碎的骨料筛分、按比列称重—添加剂称重后与骨料干混预热—粘结剂称重、预热—混捏—制成冷捣糊产品。
具体实施方式
下面结合图1和实施例对本专利技术具体实施方式进一步阐述。
实施例1：
使用电煅煤为骨料，将骨料进行破碎机破碎、球磨机球磨，采用筛分机对破碎骨料筛分，得到粒径小于8mm骨料颗粒，骨料重量百分比85%；粘结剂为液体沥青，重量百分比14%，添加剂为树脂粉，重量百分比1%；将骨料与添加剂在混捏机中干混并同时预热，干混时间15～25min，粘结剂同时被加热，经过预热后将粘结剂倒入混捏机中湿混，湿混时间20～40min，目测粘结剂涂抹骨料颗粒表面的均匀性及糊料湿润性；将糊料出锅、冷却、包装成品。
实施结果，糊料焙烧失重8.3%，体积密度1.44g/cm3，真密度1.92g/cm3，电阻率74/μΩ·m，强度18MPa，理化指标满足工业应用要求。
实施例2：
使用电煅煤为骨料，将骨料进行破碎机破碎、球磨机球磨，采用筛分机对破碎骨料筛分，得到粒径小于8mm骨料颗粒，骨料重量百分比83%；粘结剂为液体沥青，重量百分比16%，添加剂为树脂粉，重量百分比1%；将骨料与添加剂在混捏机中干混并同时预热，干混时间15～25min，粘结剂同时被加热，经过预热后将粘结剂倒入混捏机中湿混，湿混时间20～40min，目测粘结剂涂抹骨料颗粒表面的均匀性及糊料湿润性；将糊料出锅、冷却、包装成品。
实施结果，糊料焙烧失重9.8%，体积密度1.48g/cm3，真密度1.97g/cm3，电阻率74/μΩ·m，强度19MPa，理化指标满足工业应用要求。
实施例3：
使用电煅煤为骨料，将骨料进行破碎机破碎、球磨机球磨，采用筛分机对破碎骨料筛分，得到粒径小于8mm骨料颗粒，骨料重量百分比82.5%；粘结剂为液体沥青，重量百分比16%，添加剂为树脂粉，重量百分比1.5%；将骨料与添加剂在混捏机中干混并同时预热，干混时间15～25min，粘结剂同时被加热，经过预热后将粘结剂倒入混捏机中湿混，湿混时间20～40min，目测粘结剂涂抹骨料颗粒表面的均匀性及糊料湿润性；将糊料出锅、冷却、包装成品。
实施结果，糊料焙烧失重10.2%，体积密度1.51g/cm3，真密度1.99g/cm3，电阻率76/μΩ·m，强度20MPa，理化指标满足工业应用要求。
我国是电解铝生产大国，年产能已接近4000万吨，每年电解槽维修量大，因此冷捣糊使用具有广阔前景。本专利技术应用在宁夏中电投能源铝业集团有限公司200KA铝电解槽阴极炭块捣打料，电解槽启动正常，经过一年多运行，槽电解铝参数正常，电解槽运行过程中槽底部未发现漏液现象，无不良反应。
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【技术保护点】
铝电解槽用阴极冷捣糊制备方法，其特征在于：冷捣糊糊料各组分按以下重量百分比混捏而成：骨料 80～86%，粘结剂 14～19%，添加剂 1～3%。

【技术特征摘要】
1.铝电解槽用阴极冷捣糊制备方法，其特征在于：冷捣糊糊料各组分按以下重量百分比混捏而成：骨料80～86%，粘结剂14～19%，添加剂1～3%。
2.如权利要求1所述冷捣糊制备方法，其特征在于其制备工序为：
（1）配料：将骨料经破碎球磨后，筛分得到粒径小于8mm骨料颗粒；
（2）称重：按照骨料、粘结剂、添加剂配比进行称重；
（3）预热：将骨料和添加剂放入混捏锅内干混，并同时预热，预热温度35℃～42℃；粘结剂经导热蒸汽预热，预热温度40℃～45℃；预热时间1...

【专利技术属性】
技术研发人员：高枫，吴卫国，冯乃祥，寇岳，王维祥，黄建勇，陈升，詹磊，贺华，郝少文，
申请(专利权)人：中电投宁夏能源铝业青鑫炭素有限公司，沈阳化工大学，
类型：发明
国别省市：宁夏;64