【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于阳极炭块，具体涉及一种铝电解槽的改性阳极炭块的制备方法。
技术介绍
1、hall-heroul法熔盐电解铝作为当前主要的纯铝生产方法，通过后续工艺的不断改进，已经形成了较为完善的自动化生产流程。作为直接参与反应的阳极材料，由于在生产过程阳极不可避免的与空气和co2接触，在铝电解槽高温环境的推动下，炭素阳极和空气/co2的化学反应加剧，使得阳极实际消耗水平远远大于理论消耗水平，随着阳极的消耗，其生产效率也会随之降低，由于骨料成分和沥青的化学反应差异性，在阳极炭块持续不断的反应中，作为粘结剂的沥青因为化学性能更为活泼，所以氧化速度更快，导致阳极的粘接性急剧下降，掉渣率增大。阳极的使用寿命缩短，需要更换阳极的频率增加，大大提高了人力物力成本。
2、目前提高阳极抗氧化性的方法有控制石油焦、煅后焦等原料质量，在阳极表面添加一层抗氧化性涂层以及在阳极顶部覆盖氧化铝原料保护层等，由于在实际应用中，很难对原材料本身做出较大的改进，而其他方法又会在原有基础上增加工艺流程，加大了生产成本和生产周期，且取得的效果不佳，性价比偏低，其中一些方法如涂层法，其溶解在冰晶石熔盐的某些物质会导致生成铝中的杂质，降低了铝的品质。所以通过向阳极炭块中加入添加剂提高阳极综合性能是一种性价比很高的选择。
3、有关于添加剂的报道和专利技术专利都是通过向骨料中添加单一的抗氧化添加剂或添加有机化合物添加剂，但是单一的抗氧化添加剂在提高阳极性能的同时也会产生一些负面影响，而单独添加有机化合物添加剂很难全面的提高阳极的综合性能，所以将单一的
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种铝电解槽的改性阳极炭块的制备方法，该方法中复合型抗氧化添加剂和有机化合物添加剂组合的开发和添加流程，以减弱骨料成分和沥青因化学反应差异性而导致的阳极炭块掉渣现象，同时控制阳极同空气和co2的反应性，有效抑制炭阳极的氧化现象，使阳极的使用寿命延长，降低预培阳极的电阻率，进而降低电解槽的槽电压，提高电解电流效率，综合提高阳极的性能，降低生产中的电耗，炭耗。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种铝电解槽的改性阳极炭块的制备方法，该方法为：
3、s1、将骨料经球磨粉碎，筛分出粒径为6～8mm粒径的骨料粉；
4、s2、将alf3和lif按质量比为3：1混合，得到复合型抗氧化添加剂；
5、s3、将聚苯乙烯溶解于丙酮中，磁力搅拌均匀，添加至沥青中，搅拌均匀，在室温下干燥静置24h，得到改性沥青；
6、s4、将s1中得到的骨料粉在温度为180℃的条件下预热20min，得到预热后的骨料粉；将s3中得到的改性沥青在温度为170℃的硅油浴中加热至熔化，得到熔化后的改性沥青；将s2中得到的复合型抗氧化添加剂加入至所述熔化后的改性沥青中，然后加入至所述预热后的骨料粉中，搅拌均匀后，得到阳极糊热膜，压制成阳极生坯；
7、s5、将s4中得到的阳极生坯焙烧后，机械加工，得到铝电解槽的改性阳极炭块；所述焙烧制度为：以30℃/h的升温速度从室温升温至150℃，然后以20℃/h的升温速度升温至200℃，以10℃/h的升温速度升温至260℃，以12℃/h的升温速度升温至610℃，以14℃/h的升温速度升温至700℃，以12℃/h的升温速度升温至850℃，以10℃/h的升温速度升温至1090℃，然后恒温保温1h，然后以≤50℃/h的冷却速率冷却至室温。
8、优选地，s1中所述骨料由以下原料组成：石油焦75％，余量为残极(回收阳极)。
9、优选地，s3中所述聚苯乙烯和沥青的质量比为1：10。
10、优选地，s4中所述骨料粉和改性沥青中的聚苯乙烯的质量比为130：3。
11、优选地，s5中所述铝电解槽的改性阳极炭块中复合型抗氧化添加剂的质量分数为0.8％。
12、本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
13、1、本专利技术通过氟化铝(alf3)和氟化锂(lif)按照3:1的比例组成复合型抗氧化添加剂，降低了炭阳极的电阻率，增强了其导电性，伴随炭阳极不断的发生反应，炭阳极中的lif和alf3添加剂也随之分散到炭阳极周围的环境中，补充了铝电解槽中的电解质的挥发，降低了电解初晶温度和分子比，减缓了电解质在高温，低分子比的情况下易挥发的特点，同时单一添加剂alf3使得氟的饱和蒸汽压增加，lif添加剂的加入降低了炭阳极服役过程中氟的饱和蒸汽压，炭阳极服役环境中的饱和蒸汽压降低，进而改善了氟化物添加剂高温易挥发的缺点，同时lif提高了电解质的导电度进而消弱了alf3降低电解质的导电度的影响，由于lif价格比alf3高很多，考虑到性价比问题，所以提升炭阳极性能的同时，两者按照一定的比列形成复合型添加剂，改善低价格alf3的负面影响，加入有机化合物添加剂(聚苯乙烯)使得阳极炭块综合性能更优，加入有机化合物添加剂(聚苯乙烯)，通过改善骨料(石油焦)的润湿性，增强骨料与沥青的相互作用，提高了生坯和焙烧阳极的密度和机械强度，降低了电阻率，同只添加了复合型添加剂的炭阳极相比更加有效抑制了炭阳极和空气/co2反应性，同时还改善了炭阳极的粉化率。由于不改变原有的工艺流程，其操作简单可行，性价比更高。
14、2、本专利技术通过添加复合型抗氧化添加剂降低了阳极的化学活性，使阳极各个组成成分之间的化学反应差异性缩小，减小了因为沥青因活性大，骨料成分反应活性小，导致沥青先氧化后，失去对骨料颗粒的粘结作用，而产生渣炭的掉落。同时由于复合型抗氧化添加剂中氟化物的加入使得炭对氧气的结合能力急剧下降，有效的抑制了炭的氧化作用，同时随着反应活性降低和阳极的致密度更高，阳极对co2的反应活性也随之降低。
15、3、本专利技术通过添加有机化合物(聚苯乙烯)提高了阳极成分之间的粘接能力，增大了阳极的机械性能和耐热性能，减弱了阳极的各个组分因为反应差异性和氧化导致的剥落，降低了掉渣率，同时发现了，有机化合物添加剂随着前处理添加时间的延长，效果也越好。
16、本专利技术将复合型抗氧化添加剂(alf3和lif)和有机化合物添加剂聚苯乙烯(聚苯乙烯)二者组合起来，得到的效果远大于其中任何一种单本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铝电解槽的改性阳极炭块的制备方法，其特征在于，该方法为：
2.根据权利要求1所述的一种铝电解槽的改性阳极炭块的制备方法，其特征在于，S1中所述骨料由以下原料组成：石油焦75％，余量为残极。
3.根据权利要求1所述的一种铝电解槽的改性阳极炭块的制备方法，其特征在于，S3中所述聚苯乙烯和沥青的质量比为1：10。
4.根据权利要求1所述的一种铝电解槽的改性阳极炭块的制备方法，其特征在于，S4中所述骨料粉和改性沥青中的聚苯乙烯的质量比为130：3。
5.根据权利要求1所述的一种铝电解槽的改性阳极炭块的制备方法，其特征在于，S5中所述铝电解槽的改性阳极炭块中复合型抗氧化添加剂的质量分数为0.8％。
【技术特征摘要】
1.一种铝电解槽的改性阳极炭块的制备方法，其特征在于，该方法为：
2.根据权利要求1所述的一种铝电解槽的改性阳极炭块的制备方法，其特征在于，s1中所述骨料由以下原料组成：石油焦75％，余量为残极。
3.根据权利要求1所述的一种铝电解槽的改性阳极炭块的制备方法，其特征在于，s3中所述聚苯乙烯和沥青的质量...
【专利技术属性】
技术研发人员：李俊琛，方政予，卢学峰，杨鹏辉，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：
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