發(fā)布時間：2020-11-16 01:43

　　 炭陽極作為鋁電解槽的核心部件,其質(zhì)量直接影響到電解槽的正常生產(chǎn)和各項技術(shù)經(jīng)濟指標。針對我國鋁用炭陽極在空氣/CO2中抗氧化反應性能差、炭耗高的問題,通過加入合適的添加劑來改善其反應性是切實可行的途徑,解決這一問題的關鍵是找出合適的添加劑。本文嘗試用含鈦添加劑直接電解制備鋁合金,本論文選定了碳酸鎳和二氧化鈦作為炭陽極的添加劑,研究了添加劑對炭陽極反應性影響的規(guī)律,研究了添加劑對炭陽極和瀝青焦微觀結(jié)構(gòu)的影響,也進行了添加劑對瀝青熱解過程的影響研究,嘗試了針對含鈦添加劑炭陽極電解制備鋁鈦合金的可行性研究,可拓寬添加劑的選擇思路和范圍。研究成果如下:(1)制備出不同碳酸鎳含量添加劑的炭陽極,對CO2/空氣中的殘余率和粉化率進行測定,用XRD對炭陽極和瀝青焦進行檢測,用TG-DTG法對瀝青熱解結(jié)焦過程進行了測定。結(jié)果表明:碳酸鎳對炭陽極反應性影響顯著,碳酸鎳添加量小幅提高,可提高炭陽極體積密度,也可顯著改善炭陽極在CO2和空氣中的殘余率和粉化率;碳酸鎳添加細化了炭陽極和瀝青焦的微晶粒度;碳酸鎳加入瀝青的熱解過程表觀活化能增大,為52.964 KJ/mol,瀝青產(chǎn)焦率大幅增加。(2)制備出不同含量的含鈦添加劑炭陽極,含鈦添加劑可顯著改善炭陽極在CO2和空氣中的殘余率和粉化率;在含鈦添加劑含量為1.5%時,CO2殘余率急劇增加,增幅17.92%;當含鈦添加劑含量為1.5%時,在空氣中的殘余率從空白樣的51.87%可達68.39%;含鈦添加劑添加細化了炭陽極的微晶粒度;在添加量為1.5%時,含鈦添加劑加入瀝青的熱解過程表觀活化能可達56.405 KJ/mol,瀝青產(chǎn)焦率為50.5%。(3)隨著電解的進行,含鈦炭陽極電解電壓波動,且有逐漸增大的趨勢;含鈦炭陽極下部消耗成圓弧狀,有電解質(zhì)粘接,電解質(zhì)進入炭陽極表層區(qū)域;使用含鈦炭陽極制備出了鋁鈦合金,鈦元素存在偏析的現(xiàn)象,富鈦物相出現(xiàn)出棒狀形態(tài),電解鋁中有未電解的Al2O3顆粒殘留;結(jié)果表明,通過制備含鈦炭陽極電解鋁鈦合金是可行的。
【學位單位】：貴州師范大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：TF821
【部分圖文】：

業(yè)概況色金屬中產(chǎn)量居于第一位[1]�，F(xiàn)代鋁工業(yè)生產(chǎn)過程可化鋁電解過程。鋁土礦制備氧化鋁工藝，將磨細后鋁高壓下溶出其中氧化鋁，并且經(jīng)過一系列的沉降、洗原料。將無水氧化鋁溶解在冰晶石電解體系中進行電[2]。目前唯一的可以工業(yè)生產(chǎn)鋁的方法是霍爾-埃魯，通過電解來制備鋁成品。電解法電解過程如下圖（1-1）所示，在反應槽中炭陽回路，電流從陽極進入到熔有氧化鋁的熔融冰晶石電成鋁單質(zhì)沉積在炭陰極上方的鋁液中。其中炭陽極作了二氧化碳氣體�？偟姆磻�方程為（1-1）：2()34()3()232Al Os C All COg

Fig.1-2 Anode production process煅燒將原料在隔絕空氣的條件下，放入高溫環(huán)境下進行熱處理。煅發(fā)分，改善原料的抗震性、密度、機械強度等物理條件。我國轉(zhuǎn)窯和罐式煅燒爐兩種設備。回轉(zhuǎn)窯投資少，規(guī)模大、自動化點[17]。破碎和篩分是將煅燒后的石油焦進行機械處理破碎后，按照配方比例篩分料存儲起來的過程。破碎過程使用的破碎機。磨粉通常使用的混料程要根據(jù)陽極配方。根據(jù)配方將原料按照產(chǎn)品性能的需求，按摻混在一起�；炷�

圖 2-2 RDC161 混捏成型機Fig.2-2 The kneading and molding machine of RDC161過程捏攪拌均勻后，稱取 360 克糊料，在 RDC161 混捏成型直徑約 50mm、高約 110mm 的圓柱體樣品。過程塊放入 RDC166 焙燒爐，如圖 2-3 所示。在填充焦隔絕，焙燒溫度為 1150℃，升溫曲線如圖 2-4 所示。
【參考文獻】

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本文編號：2885471