一種鋁電解槽陰極填充糊料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請主要涉及預(yù)焙槽煉鋁技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種鋁電解槽陰極炭塊縫間專用填充糊料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前鋁電解槽陰極炭塊縫間通常采用炭素糊料作為填充料，以分層搗固扎實的工藝方法進(jìn)行施工，使槽底陰極炭塊連接成為一個無縫隙的整體。傳統(tǒng)的炭素糊料主要由干料和黏結(jié)劑組成，其中干料主要為電鍛無煙煤、鍛后焦和人造石墨粉，而黏結(jié)劑主要為瀝青或煤焦油。
[0003]在焙燒期間，炭素糊料需要經(jīng)歷從常溫到近1000°C的升溫過程，在高溫下發(fā)生焦化反應(yīng)使整個炭素?fù)v固體呈收縮趨勢，便會產(chǎn)生裂紋。在電解過程中，堿金屬會滲透至裂紋中，致使裂紋加大，電解熔體即從這些薄弱環(huán)節(jié)緩慢滲透，造成電解槽早期破損。同時，焙燒加熱后炭素糊料會有大量揮發(fā)物質(zhì)排出，造成炭素糊料搗固體孔隙率明顯增加，則會形成鋁液或電解質(zhì)向下緩慢滲透的通道，若炭素糊料本身質(zhì)量差或搗固施工質(zhì)量差，甚至?xí)霈F(xiàn)電解槽在啟動后不久便發(fā)生鋁液和電解質(zhì)滲漏現(xiàn)象，嚴(yán)重影響電解槽的壽命。
[0004]另一方面，在電解工況下，堿金屬會在陰極表面生成，由外而內(nèi)滲透至陰極內(nèi)部，在這一過程中，炭素糊料搗固體作為陰極薄弱環(huán)節(jié)非常容易發(fā)生破損。其中，炭素糊料抗堿金屬滲透性能及導(dǎo)電性與其焙燒焦化后的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，而炭素糊料焙燒焦化后的結(jié)構(gòu)又與炭素糊料的黏結(jié)劑成分與配比密切相關(guān)，由純?yōu)r青或蒽油為黏結(jié)劑的糊料焙燒焦化后的結(jié)構(gòu)大多為中孔隙或大孔隙，其抗堿金屬滲透性能與導(dǎo)電性能均較差，導(dǎo)致槽底內(nèi)襯電壓降較高與抗浸蝕性能差。
[0005]有鑒于此，有必要提供一種鋁電解槽陰極填充糊料及其制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本申請的其中一個目的在于為解決上述問題而提供了一種鋁電解槽的陰極炭塊縫間填充糊料，本申請的另一個目的在于提供一種上述鋁電解槽的陰極炭塊縫間填充糊料的制備方法。
[0007]本申請?zhí)峁┑匿X電解槽陰極填充糊料，包括人造石墨粉、冶金焦或電煅無煙煤、改性煤瀝青黏結(jié)劑和添加劑，其中所述改性煤瀝青黏結(jié)劑包括煤瀝青、樹脂和碳化硼粉；所述添加劑為鐵銅合金粉添加劑。
[0008]作為本申請?zhí)峁┑匿X電解槽陰極填充糊料的一種改進(jìn)，所述樹脂為呋喃樹脂、酚醛樹脂或環(huán)氧樹脂其中一種。
[0009]作為本申請?zhí)峁┑匿X電解槽陰極填充糊料的一種改進(jìn)，所述鋁電解槽陰極填充糊料的配料及其組分重量百分比分別為:電煅無煙煤或冶金焦40?50%、人造石墨粉20?35%、改性瀝青黏結(jié)劑10?20%、鐵銅合金粉添加劑15?25%。
[0010]作為本申請?zhí)峁┑匿X電解槽陰極填充糊料的一種改進(jìn)，所述改性瀝青黏結(jié)劑的配料及其組分重量百分比分別為:煤瀝青80?85%、呋喃樹脂、酚醛樹脂或環(huán)氧樹脂15?20%、碳化硼粉O?5%。
[0011 ] 作為本申請?zhí)峁┑匿X電解槽陰極填充糊料的一種改進(jìn)，所述鋁電解槽陰極填充糊料的配料及其組分重量百分比分別為:鐵銅合金粉添加劑15%、改性瀝青黏結(jié)劑15%、人造石墨粉20 %、電煅無煙煤或冶金焦50 %;其中，所述改性瀝青黏結(jié)劑的配料及其組分重量百分比分別為:煤瀝青80%、樹脂15%、碳化硼粉5%。
[0012]作為本申請?zhí)峁┑匿X電解槽陰極填充糊料的一種改進(jìn)，所述鋁電解槽陰極填充糊料的配料及其組分重量百分比分別為:鐵銅合金粉添加劑20%、改性瀝青黏結(jié)劑15%、人造石墨粉20%、電煅無煙煤或冶金焦45%;其中，所述改性瀝青黏結(jié)劑的配料及其組分重量百分比分別為:煤瀝青80%、樹脂18%、碳化硼粉2%。
[0013]作為本申請?zhí)峁┑匿X電解槽陰極填充糊料的一種改進(jìn)，所述鋁電解槽陰極填充糊料的配料及其組分重量百分比分別為:鐵銅合金粉添加劑20%、改性瀝青黏結(jié)劑20%、人造石墨粉20%、電煅無煙煤或冶金焦40%;其中，所述改性瀝青黏結(jié)劑的配料及其組分重量百分比分別為:煤瀝青80%、樹脂20%。
[0014]作為本申請?zhí)峁┑匿X電解槽陰極填充糊料的一種改進(jìn)，所述鋁電解槽陰極填充糊料的配料及其組分重量百分比分別為:鐵銅合金粉添加劑25%、改性瀝青黏結(jié)劑10%、人造石墨粉20%、電煅無煙煤或冶金焦40%;其中，所述改性瀝青黏結(jié)劑的配料及其組分重量百分比分別為:煤瀝青85 %、樹脂17 %、碳化硼粉3 %。
[0015]本申請?zhí)峁┑匿X電解槽陰極填充糊料的制備方法，用于制備如上所述的鋁電解槽陰極填充糊料，所述鋁電解槽陰極填充糊料的制備方法包括:采用丙酮并按1:10?1:2的比例將呋喃樹脂、酚醛樹脂或環(huán)氧樹脂稀釋成一定配比的樹脂；將所述樹脂倒入煤瀝青中，并選擇性地添加碳化硼粉末，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝笮纬珊蠣顬r青黏結(jié)劑；在第一預(yù)設(shè)溫度條件下對所述糊料狀瀝青黏結(jié)劑進(jìn)行烘干，去除過量丙酮，得到改性瀝青黏結(jié)劑；將所述改性瀝青黏結(jié)劑、人造石墨粉以及電煅無煙煤或冶金焦加入混捏鍋，并添加鐵銅合金粉添加劑，在第二預(yù)設(shè)溫度條件下進(jìn)行均勻混合加熱捏制，得到所述鋁電解槽陰極填充糊料。
[0016]作為本申請?zhí)峁┑匿X電解槽陰極填充糊料的制備方法的一種改進(jìn)，所述第一預(yù)設(shè)溫度為45°C?50°C，所述第二預(yù)設(shè)溫度為100°C?150°C，所述烘干的時間為10小時?60小時，且所述加熱捏制的時間為50分鐘?80分鐘。
[0017]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本申請?zhí)峁┑匿X電解槽陰極填充糊料及其制備方法通過添加樹脂和碳化硼粉末來對瀝青黏結(jié)劑進(jìn)行改性，可以提高糊料焙燒結(jié)焦值和獲得致密焦化結(jié)構(gòu)，從而改善糊料抗?jié)B透性能及耐浸蝕性能；并且，所述鋁電解槽陰極填充糊料及其制備方法通過添加鐵銅合金粉來對糊料進(jìn)行改性，可以降低糊料電阻率和提高糊料膨脹性，從而使得糊料接觸緊密，有效減少甚至消除裂紋。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本申請實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中:
[0019]圖1是本申請?zhí)峁┑淖鳛楸旧暾執(zhí)峁┑匿X電解槽陰極填充糊料的制備方法的流程不意圖。
【具體實施方式】
[0020]為了使本申請所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本申請進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本申請，并不用于限定本申請。
[0021]為解決鋁電解槽采用現(xiàn)有的炭素糊料作為填充料可能產(chǎn)生裂紋并造成鋁液和電解質(zhì)滲漏現(xiàn)象以及抗浸蝕性能差的問題，本申請?zhí)峁┝艘环N新型的鋁電解槽陰極填充糊料，其一方面是通過添加樹脂和碳化硼粉末來對瀝青黏結(jié)劑進(jìn)行改性，以提高糊料焙燒結(jié)焦值和獲得致密焦化結(jié)構(gòu)，從而改善糊料抗?jié)B透性能及耐浸蝕性能，其而另一方面通過添加鐵銅合金粉來對糊料進(jìn)行改性，以降低糊料電阻率和提高糊料膨脹性，從而使得糊料接觸緊密，有效減少甚至消除裂紋。
[0022]具體地，本申請?zhí)峁┑匿X電解槽陰極填充糊料主要包括干料、黏結(jié)劑和添加劑，所述干料包括人造石墨粉以及優(yōu)質(zhì)冶金焦或電煅無煙煤；所述黏結(jié)劑為改性煤瀝青黏結(jié)劑，其包括煤瀝青、樹脂和碳化硼粉，所述樹脂為呋喃樹脂、酚醛樹脂或環(huán)氧樹脂其中的一種；所述添加劑為鐵銅合金粉添加劑。
[0023]其中，所述干料組分以重量計為:電煅無煙煤或優(yōu)質(zhì)冶金焦40?50%，人造石墨粉20?35% ；
[0024]所述黏結(jié)劑組分以重量計為:改性瀝青黏結(jié)劑10?20%，所述改性瀝青黏結(jié)劑組分以重量計為:煤瀝青80?85 %，呋喃樹脂、酚醛樹脂或環(huán)氧樹脂15?20 %，碳化硼粉O?5% ；
[0025]所述添加劑組分以重量計為:鐵銅合金粉添加劑15?25%。
[0026]為更好地理解本申請?zhí)峁┑匿X電解槽陰極填充糊料組分情況，以下分別通過幾個具體實施例進(jìn)行具體介紹:
[0027]實施例1:
[0028]在本申請?zhí)峁┑匿X電解槽陰極填充糊料的第一種具體實施例中，各種配料及其