The invention belongs to the technical field of aluminum electrolysis, and discloses the connection structure and preparation method of inert cermet-based anode and guide rod for aluminum electrolysis. The connection structure is composed of a cermet based inert anode, an intermediate alloy ingot and a metal conductive rod. The invention realizes the high strength and stable conductive connection between cermet inert anode and metal conductive rod for aluminum electrolysis, has the advantages of simple process, convenient operation, good corrosion resistance of connection structure, low cost, stable connection, high strength at room temperature and high temperature. The connection structure prepared by the process method of the invention can withstand the impact of long-term intense heat, electricity and hot corrosive gases. The connection structure has high connection strength, can ensure that the inert anode is stable suspended in the electrolytic cell, and can bear the current density of 0-20A/cm2 for a long time. The method described in the invention is of great significance for realizing the industrial electrolysis application of cermet inert anode.
【技术实现步骤摘要】
铝电解用金属陶瓷基惰性阳极与导杆连接结构及制备方法
本专利技术属于铝电解
,涉及铝电解用金属陶瓷基惰性阳极与金属导电杆稳固连接的制备方法。
技术介绍
铝电解工业现行使用的碳素阳极存在诸多问题:电解过程中炭阳极发生反应,排出大量温室效应气体CO2以及致癌物质炭氟化合物等,严重污染环境;每生产1kg铝,炭的实际消耗约0.42~0.65kg,造成优质炭素材料的大量消耗;阳极更换频率高,干扰了电解槽的热平衡造成能量的巨大消耗,且劳动强度大;电解槽中炭渣多,氟盐消耗高,影响电解槽的稳定运行;阳极底面的不均匀消耗使阳极电流分布不均,电解过程的稳定受到影响。惰性阳极技术有着两大方面的优势:(1)经济优势:节约阳极炭耗量为400~500kg/tAl,占铝生产成本的12%~15%;电解工艺低能耗(当包括生产炭阳极的能耗时,总节能达5%~32%);阳极更换大大减少(节约了劳动力消耗且无槽运行干扰);O2可作为副产品销售(其价值约占铝价值的3%)。(2)环保优势:消除了电解过程中CO2排放(因为阳极不再反应);消除了炭阳极生产中的CO2排放(占槽子排放量的10%)和多环芳香烃的排放;消除了电解过程中致癌物质CF4和C2F6的排放。因此惰性阳极的研发和应用是铝电解工业的必然趋势。根据惰性阳极的基体材料不同,主要分为三大类:金属基惰性阳极,陶瓷基惰性阳极以及金属陶瓷基惰性阳极。金属陶瓷材料因兼有陶瓷材料良好的耐氟化物熔盐腐蚀性能及金属材料优良的力学性能和导电性能而成为最有希望取代现行炭素阳极的惰性阳极材料。铝电解温度一般采用920~970℃。阳极在电解过程中,电流通过阳极母线 ...
【技术保护点】
1.铝电解用金属陶瓷基惰性阳极与导杆连接结构,其特征在于,主体由金属陶瓷基惰性阳极、中间合金锭与金属导电杆组成;中间合金锭置于金属陶瓷基惰性阳极的凹槽中,二者通过高温热处理形成的冶金结合稳固连接,中间合金锭上表面高于金属陶瓷基惰性阳极上表面,中间合金锭从上表面中间位置向其内部开设不穿透的内螺纹孔;金属导电杆外表面设有外螺纹,金属导电杆与中间合金锭螺纹连接。
【技术特征摘要】
1.铝电解用金属陶瓷基惰性阳极与导杆连接结构,其特征在于,主体由金属陶瓷基惰性阳极、中间合金锭与金属导电杆组成;中间合金锭置于金属陶瓷基惰性阳极的凹槽中,二者通过高温热处理形成的冶金结合稳固连接,中间合金锭上表面高于金属陶瓷基惰性阳极上表面,中间合金锭从上表面中间位置向其内部开设不穿透的内螺纹孔;金属导电杆外表面设有外螺纹,金属导电杆与中间合金锭螺纹连接。2.权利要求1所述铝电解用金属陶瓷基惰性阳极与导杆连接结构的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1,金属陶瓷基惰性阳极初步处理在惰性阳极上表面与导电杆连接处根据二者尺寸与数量钻取圆柱形凹槽,每个凹槽与一个金属导电杆匹配;所述金属陶瓷基惰性阳极为金属陶瓷阳极或金属陶瓷复合氧化物阳极,其中,金属陶瓷阳极是由尖晶石型陶瓷AB2O4与金属或合金C构成,表示为m%AB2O4+n%C;金属陶瓷复合氧化物阳极由尖晶石型陶瓷AB2O4、复合氧化物AxOy与金属或合金C构成,表示为a%AB2O4+b%AxOy+c%C,其中:A为Ni,Mg,Mn,V,Zr,Ti,Co,Cu或Fe中的至少一种;B为Fe,Al,Co,Cr或Mn中的至少一种;C为A或B所述金属中的一种或几种...
【专利技术属性】
技术研发人员:张啸,张志刚,姚广春,罗洪杰,
申请(专利权)人:东北大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。