李发闯,郭战永,张 倩,郑泽宇,张亚辉,韩 睿

(1.河南工学院 材料科学与工程学院,河南 新乡 453003;2.河南省金属材料改性技术工程技术中心,河南 新乡 453003)

石油焦是铝电解用炭阳极的主要原料,其质量和价格对电解铝生产的稳定性以及生产成本均具有重要的影响。针对目前铝用优质石油焦的供应紧张及我国煤炭资源丰富的现状,开展了煤替代石油焦制作炭阳极的实验室研究。

实验结果表明,煤的添加对炭阳极的技术性能影响较大,具体可以分为有益影响和有害影响两类。有益影响为添加适量的煤能够提高阳极的抗压强度、能够降低阳极孔隙率,从而降低阳极的电阻率。有害影响为添加煤导致阳极灰分含量升高、真密度下降、未脱灰煤型炭阳极的空气和CO2反应活性趋于增强,而且混配阳极反应后易掉渣。在体积密度方面,当煤添加量≤20%时,体积密度增加,当添加量大于20%时,则体积密度开始下降[1]。总体上来看,煤的添加对炭阳极反应性方面的负面影响较大,故在此基础上对焦煤混配阳极进行改性,以提高其综合性能。结合煤掺配比例对炭阳极综合性能影响和生产成本的情况(石油焦的价格比煤炭高出一倍以上),优选出W-1450(掺配20%)、和W-1800(掺配40%)两种焦煤混配阳极并对其进行改性。

本文提出的改善方案为添加添加剂,研究通常认为,添加剂能够抑制炭材料的反应活性,从而降低阳极的消耗。炭阳极抗氧化添加剂的选择原则为:不影响炭阳极固有的理化性能,并能够延缓或阻止炭阳极氧化[2],而且原料易得,价格合理[3]。……