什么是預(yù)焙陽(yáng)極
預(yù)焙陽(yáng)極是以石油焦、瀝青焦為骨料,煤瀝青為黏結(jié)劑制造而成,用作預(yù)焙鋁電解槽作陽(yáng)極材料。這種炭塊已經(jīng)過(guò)焙燒,具有穩(wěn)定的幾何形狀,所以也稱預(yù)焙陽(yáng)極炭塊,習(xí)慣上又稱為鋁電解用炭陽(yáng)極。用預(yù)焙陽(yáng)極炭塊作陽(yáng)極的鋁電解槽稱預(yù)焙陽(yáng)極電解槽,簡(jiǎn)稱預(yù)焙槽,這是一種現(xiàn)代化的大型鋁電解槽。
預(yù)培陽(yáng)極電解槽和陽(yáng)極炭塊幾乎與現(xiàn)代煉鋁方法同時(shí)誕生。陽(yáng)極材料可分為陽(yáng)極糊和預(yù)焙陽(yáng)極炭塊兩大類。陽(yáng)極糊未經(jīng)焙燒,直接用在自焙鋁電解槽上作陽(yáng)極;預(yù)焙陽(yáng)極是在碳素廠事先焙燒好的,用于預(yù)焙鋁電解槽作陽(yáng)極。
1880年美國(guó)的霍爾(Halll)和法國(guó)的埃魯特(Heroult)同時(shí)提出 冰晶石一氧化鋁熔融煉鋁法。1888年,美國(guó)匹茲堡電解廠把這種煉鋁方法應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn),建成了世界上最早的預(yù)焙陽(yáng)極電解槽,所用陽(yáng)極炭塊以木炭作原料,采用模壓法生產(chǎn),其質(zhì)量指標(biāo)也比較落后,之后,瑞士、法國(guó)、英國(guó)、德國(guó)等幾個(gè)國(guó)家都使用了類似的預(yù)焙陽(yáng)極,用電解法生產(chǎn)鋁。
1942年,挪威人Soderberg發(fā)明了連續(xù)自焙燒陽(yáng)極,使陽(yáng)極面積逐步擴(kuò)大。1943年,法國(guó)彼斯涅(Peckiney)鋁業(yè)公司研制成功上插自焙陽(yáng)極,隨后又用多功能天車進(jìn)行陽(yáng)極操作。20世紀(jì)50年代之后,用擠壓和振動(dòng)成型機(jī)制造大規(guī)格預(yù)焙陽(yáng)極炭塊成功,預(yù)焙陽(yáng)極又逐步被廣泛采用。20世紀(jì)80年代后期,預(yù)焙陽(yáng)極電解系列,電流容量達(dá)280~350kA。國(guó)外用振動(dòng)成型法生產(chǎn)的陽(yáng)極炭塊,最大的尺寸為2250×750×2500mm,單塊重為2500kg。
預(yù)焙炭陽(yáng)極通常安裝在電解槽上部,強(qiáng)大的直流電流60-300ka通過(guò)炭陽(yáng)極,導(dǎo)入電解液。炭陽(yáng)極的電阻率為50-70 μΩ.m,加上導(dǎo)桿與接點(diǎn)電阻,正常鋁電解生產(chǎn)時(shí),消耗的炭陽(yáng)極上的電壓降為300-500mV,占電解槽電壓降的10%-15%。在炭陽(yáng)極底部接觸熔融電解液的部位,發(fā)生分解氧化鋁的復(fù)雜電化學(xué)反應(yīng)(陽(yáng)極反應(yīng))。在碳的參與下,陽(yáng)極最終產(chǎn)物是CO和CO2。鋁電解生產(chǎn)中,炭陽(yáng)極日平均消耗1-2CM,定期向電解槽上部添加新的陽(yáng)極糊(對(duì)自焙陽(yáng)極電解槽)或定期更換預(yù)焙陽(yáng)極將(對(duì)預(yù)焙陽(yáng)極電解槽)是陽(yáng)極工作的主要內(nèi)容,以保持陽(yáng)極連續(xù)正常工作。