预焙阳极技术
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3.3 生产工艺(1)工艺流程图3-7 生产工艺流程图(2)流程说明电解铝用预焙阳极生产采用煅烧石油焦、沥青和返回料(电解铝厂返回的电解残极、焙烧碎料、生碎料)为原料。
原料经破碎、筛分、配料,生产出生阳极,再经焙烧得到预焙阳极产品。
(1)原料贮运预焙阳极生产所用主要原料煅烧石油焦,由带式输送机从集团公司料仓运来卸入Ф17⨯20m贮仓内,用料时由设置在仓下的电磁振动给料机经带式输送机输送到生阳极制造工序使用。
(2)返回料处理生产过程中产生焙烧碎料、生碎料和电解铝厂返回的电解残极共用一套返回料处理系统,由500吨残极破碎机粗碎至100mm以下粒度,再由一台反击式破碎机中碎筛分至20mm以下粒度后,然后经斗式提升机直接送入料仓待用。
焙烧碎料、残极碎料用于配料,生碎料进入混捏工段。
(3)液体沥青制备由汽车运来固体改质沥青经颚式破碎机破碎,送入沥青熔化罐内,用高温导热油间接加热熔化,经过滤机过滤滤去杂质后进入液体沥青接收槽,再用输送泵送到2座Ф8⨯8m沥青保温贮罐内,单座贮罐贮存容量为400t。
使用时由沥青输送泵输送至生阳极车间用于配料。
(4)生阳极制造生阳极制造包括中碎筛分、磨粉、配料、混捏和成型冷却等生产工序。
①中碎筛分本项目设2个石油焦中碎、筛分系统和1个残极返回料中碎、筛分系统。
石油焦(或残极料)分别由电磁振动给料机给料,经带式输送机、斗式提升机送入一台双层水平振动筛和一台单层水平振动筛(残极为1台二层水平振动筛)筛分处理,粒度大于12mm的料返回中间料仓,再由电磁振动给料机给料进入双辊破碎机(残极进入反击式破碎机)中碎后再重新筛分。
12~6mm,6~3mm的粒度料可直接进入相应配料仓,也可返回双辊破碎机重新中细碎至3mm以下,便于生产灵活调节。
粒度料有3种,为12~6mm、6~3mm、3~0mm,6~3mm、3~0mm的料除直接进入配料仓外,还有部分送经磨粉机磨粉成粉料。
生碎料在残极处理工段经两级破碎到20mm以下粒度后,经带式输送机,斗式提升机,直接运入生碎料仓使用。
商用预焙阳极是一种广泛应用于电解铝工业的关键材料。
它是通过预先煅烧石墨电极而制成的,具有优异的导电性、耐腐蚀性和高温稳定性。
本文将从预焙阳极的定义、制备过程、特点及广泛应用等方面进行详细介绍。
一、预焙阳极的定义商用预焙阳极是指在电解铝生产中使用的经过煅烧处理的石墨电极。
它由高纯度的石墨材料制成,具有均匀的结构和良好的导电性能。
预焙阳极是电解铝过程中的关键材料,它在电解槽中提供电流,使氧化铝还原为金属铝。
二、制备过程商用预焙阳极的制备过程包括选材、混合、成型、煅烧等步骤。
1. 选材:选取高纯度的石墨作为原材料,确保阳极的导电性和耐腐蚀性。
2. 混合:将石墨材料与粘结剂进行混合,形成可塑性较好的糊状物料。
3. 成型:将混合物料进行成型,通常采用挤压或浇注的方式。
通过成型,使得阳极具备所需的形状和尺寸。
4. 煅烧:将成型的阳极进行高温处理,通常在石墨电炉中进行。
煅烧过程中,石墨材料会经历结晶化和致密化,提高导电性和耐腐蚀性。
三、特点商用预焙阳极具有以下几个显著特点:1. 优异的导电性:预焙阳极由高纯度石墨制成,具有良好的导电性能,能够有效传递电流,提供充足的电解效果。
2. 耐腐蚀性:预焙阳极经过煅烧处理后,其表面形成致密的氧化膜,能够有效抵御电解槽中的腐蚀作用,延长阳极的使用寿命。
3. 高温稳定性:商用预焙阳极能够在高温环境下保持较好的稳定性,不易变形和破裂,确保电解铝生产的连续性和稳定性。
四、广泛应用商用预焙阳极在电解铝工业中应用广泛,它是电解槽中的关键部件,对于提高电解效率和降低能耗具有重要意义。
1. 电解铝产业:商用预焙阳极是电解铝生产过程中不可或缺的材料。
它能够稳定地传递电流,还原氧化铝为金属铝,保证电解槽中的正常运行。
2. 能源储存:商用预焙阳极也被广泛应用于能源储存领域。
例如,锂离子电池中的负极材料就可以采用预焙阳极,以提高电池的导电性和循环寿命。
3. 其他工业领域:商用预焙阳极还可以应用于其他一些需要高导电性、高耐腐蚀性和高温稳定性的领域,如化工、冶金等行业。
低电阻率预焙阳极生产的方法和经济效益低电阻率预焙阳极是一种应用广泛的阳极材料,主要用于铝电解槽中,通过电解过程来生产高纯度的铝金属。
它具有电导率高、机械强度好、抗腐蚀性能好等特点。
低电阻率预焙阳极的制备方法主要有两种:一种是冶金法,另一种是化学合成法。
下面将详细介绍这两种方法及其经济效益。
冶金法制备低电阻率预焙阳极的主要工艺流程如下:1.原料准备:选择高纯度的石墨粉末作为主要原料,其他辅助原料包括粘结剂、增强剂等。
2.混合搅拌:将石墨粉末和辅助原料按一定比例混合搅拌,形成均匀的石墨混合料。
3.成型压制:将混合料放入成型模具中,经过一定压力的压制,得到预制坯。
4.预焙处理:将预制坯放入预焙炉中,在一定温度下进行预焙处理,使其获得一定的强度和稳定性。
5.焦化石墨化处理:将预焙坯放入焦炉中进行焦化石墨化处理,使其电导率达到要求。
6.加工处理:经过焦化石墨化处理的阳极坯经过加工处理,最终得到低电阻率预焙阳极。
这种冶金法制备低电阻率预焙阳极的优点是制备工艺简单,原料成本相对较低,生产过程稳定可控,得到的预焙阳极电导率高,使用寿命长。
但这种方法生产周期比较长,生产规模相对较小,无法大规模批量生产。
所以经济效益相对较低。
化学合成法制备低电阻率预焙阳极的主要工艺流程如下:1.原料准备:选择合适的碳源、催化剂等作为原料。
2.溶液制备:将原料溶解在适当的溶剂中,形成均匀的溶液。
3.虫化法:通过控制温度、酸碱度等条件,使用虫化剂催化溶液,在一定时间内合成出低电阻率预焙阳极。
4.过滤、干燥:将合成得到的低电阻率预焙阳极溶液进行过滤和干燥处理,得到阳极。
化学合成法制备低电阻率预焙阳极的优点是工艺简单、效率高,能够实现大规模批量生产,生产周期较短。
但制备成本较高,原料选择要求较高,所以经济效益相对较高。
综上所述,低电阻率预焙阳极的制备方法主要有冶金法和化学合成法。
冶金法较为简单,成本较低,但生产周期长,生产规模较小;化学合成法工艺高效,能够实现大规模批量生产,但成本相对较高。
预焙阳极生产技术规程预焙阳极生产技术规程一、简述德州永兴重工碳素有限公司预焙阳极设计生产能力为年产14万吨铝用碳素制品,产品外观规格为1565×665×635 ,此产品是专供东方希望包头电解铝厂配套中间产品。
预焙阳极生产工艺选用国内中型铝用炭素行业较为先进的设计,配制及成熟的生产工艺技术,预焙阳极生产具有设备多,工艺复杂,生产工艺流程长,焙烧周期长等特点,为适应电解铝业的生产需要,满足市场的需求及发展,建立必要的生产管理制度势在必行,为了使生产尽快稳步的走入正常轨道,充分发挥制度的作用,为企业盈得更好的经济效益,特此编制预焙阳极生产技术规程。
此规程是我公司预焙阳极生产技术管理的暂行规,将对指导;稳定;监督和促进生产,稳定产品质量起着至关重要的作用,全体员工必须认真学习和贯彻执行,不得擅自改动,今后根据生产实际情况需进行不断完善和补充,需要修改时,由生产单位提出报告,报请公司生产技术部审核,并经总工程师批准后方可调整和修改。
二、生产流程预焙阳极是铝电解槽用的阳极导电材料,其生产设备,工艺与其它炭素制品生产有着许多共同之处,但因其使用条件的独特性,故对其作用原料,产品质量和生产工艺有着特殊的要求,预焙阳极生产所用的主要原料为少灰的石油焦,少量的残阳极,粘结济为煤沥青。
石油焦进厂后按不同产地、不同质量分别存放在原料仓库中。
使用前可根据质量进行掺配后方可进入生产工艺系统中。
经过配比后(按配方要求)由抓斗天车将不同产地的石油焦放入双齿辊破碎机破碎后分别存放在煅前石油焦仓内,按配方控制给料量进行配比。
也可按配比用抓斗天车在原料库地坑中进行混配,混匀后再进入齿式破碎机进行初碎,破碎后的石油焦粒度应小于50毫米然后通过皮带输送机带入煅前储仓内,再经过电动加料车加到罐式煅烧炉内进行高温煅烧处理。
煅烧后的焦碳除少部分(包括不合格的煅后焦)进入返配料仓用做调整煅前料的挥发份之用,其余输送到生阳极高楼仓内作为阳极加工制作原料使用。
中国预焙阳极行业现状及发展趋势分析一、预焙阳极产业概述预焙阳极,也被称为铝用炭素,是一种重要的原材料,主要用于电解铝生产过程中作为电解槽的阳极材料。
它是由石油焦、沥青焦等作为骨料,煤沥青作为黏结剂,经过焙烧而制成的炭块,具有稳定的几何形状。
预焙阳极不仅作为导体,还参与电化学反应,并在这一过程中产生消耗。
因此,预焙阳极的品质会对原铝的质量产生重要影响。
预焙阳极在炭材料中所处位置二、预焙阳极行业发展相关政策近年来,预焙阳极行业发展受到国家环保政策的支持。
例如,一些地区出台了严禁新增电解铝等高能耗产能的政策,这有助于优化电解铝产业结构,提高资源利用效率,同时也为预焙阳极行业提供了更广阔的发展空间。
此外,国家还鼓励企业进行技术创新和产业升级,提高产品质量和降低成本,进一步推动预焙阳极行业的发展。
预焙阳极行业发展相关政策相关报告:产业研究院发布的《2024-2030年中国预焙阳极行业市场全景分析及投资策略研究报告》三、预焙阳极行业产业链1、预焙阳极行业产业链结构图预焙阳极行业的产业链主要包括上游原材料供应商、中游预焙阳极生产企业和下游电解铝生产企业。
在上游,预焙阳极的主要原材料是石油焦和煤沥青。
石油焦是预焙阳极生产的骨料,占预焙阳极总重量的80%以上。
煤沥青则作为黏结剂使用。
在下游,预焙阳极主要用于电解铝生产过程中的电解槽阳极材料。
预焙阳极行业产业链结构图2、预焙阳极行业下游应用分析电解铝产业是预焙阳极行业的唯一下游应用领域,预焙阳极的需求量与下游电解铝的产量息息相关。
根据国家统计局数据,2023年中国电解铝年产量为4159.4万吨,为历史新高,2017至2023年期间年均复合年增长率为3.7%。
在环保政策的支持下,预焙阳极行业有望实现更加健康、可持续的发展。
2017-2023年中国电解铝产量情况四、中国预焙阳极行业现状分析1、中国预焙阳极行业产量中国预焙阳极行业的产量与电解铝产量紧密相连,因为预焙阳极是电解铝生产过程中的关键原材料。
预焙阳极均质化焙烧工艺作为铝电解生产中不可或缺的材料,阳极在生产过程中起到了至关重要的作用。
然而,在阳极生产过程中,由于原材料的不均匀性以及生产工艺等因素的影响,阳极质量往往难以保证。
因此,为了提高阳极的品质和性能,采用预焙阳极均质化焙烧工艺已成为一种行之有效的解决方案。
预焙阳极均质化焙烧工艺是指,在阳极的生产过程中,在阳极成型之前进行一次预处理,以提高阳极的均质性和稳定性。
具体来说,这种工艺通过受控的热处理,使阳极中的杂质和气孔得以排除,并使阳极的导电性能、力学性能得到提高。
同时,预焙还能消除阳极在高温下引起的应力和变形,提高阳极的耐腐蚀能力,延长阳极使用寿命。
预焙阳极均质化焙烧工艺分为两个阶段:预烧和焙烧。
预烧时,阳极在温度较低的条件下进行一段较短的烧结过程,以消除阳极中的挥发性杂质。
接下来是焙烧阶段,通过温度的逐渐升高,阳极中的气孔和碳杂质得以进一步排除,同时阳极成型。
这种工艺的优势在于,在进行焙烧时,阳极表面呈现出较为光滑的表面,提高了阳极的稳定性和导电性能,从而进一步提高了阳极的质量。
然而,实践中,预焙阳极均质化焙烧工艺也存在一些问题。
首先,该工艺需要先进行阳极成型,再进行预烧和焙烧,增加了阳极生产的复杂度。
其次,预焙阳极均质化焙烧工艺所需的设备和工艺控制成本较高,对生产厂家提出了一定的挑战。
再次,由于阳极中的气体排放,环保问题也需要引起足够的重视。
综上所述,预焙阳极均质化焙烧工艺是目前阳极生产中的一种重要工艺,它以优异的表现提高了阳极的品质和性能,并逐渐成为了主流工艺之一。
但是,仍需要针对工艺的一些缺陷加以改进和优化,为阳极生产质量的不断提升做出更为积极的贡献。
预焙阳极和自焙阳极的使用比例1. 引言阳极是电解池中的正极,它在电解过程中发生氧化反应,为电流提供正电荷。
预焙阳极和自焙阳极是两种常见的阳极类型。
本文将探讨预焙阳极和自焙阳极在工业生产中的使用比例,并分析其优缺点,为读者提供全面的了解和参考。
2. 预焙阳极2.1 定义和制备过程预焙阳极是在工厂中提前制备好的阳极,其主要成分是石墨和焦炭。
制备过程包括原料筛选、混合、成型、煅烧等步骤。
预焙阳极具有较高的密度和机械强度,能够承受较大的电流密度和耐腐蚀性。
2.2 优点•高度稳定性:预焙阳极经过工厂制备,质量稳定可靠,不受原料和制备过程的影响,能够保证电解过程的稳定性。
•高效能:预焙阳极具有较高的电导率和导电性能,能够提供较大的电流密度,提高电解效率。
•长寿命:预焙阳极经过高温煅烧处理,具有较高的耐腐蚀性和机械强度,能够延长使用寿命。
2.3 缺点•成本较高:由于预焙阳极需要在工厂进行制备,成本较高,增加了生产成本。
•交通和储存困难:预焙阳极体积较大,重量较重,运输和储存过程中需要考虑安全和空间的问题。
3. 自焙阳极3.1 定义和制备过程自焙阳极是在电解槽中直接制备的阳极,其主要成分是焦炭。
制备过程包括焦炭破碎、混合、成型、煅烧等步骤。
自焙阳极具有较低的密度和机械强度,需要通过电解过程中的氧化反应进行自焙。
3.2 优点•低成本:自焙阳极不需要在工厂进行制备,减少了生产成本。
•灵活性:自焙阳极可以根据需要在现场进行制备,减少了运输和储存的困难。
•环境友好:自焙阳极的制备过程中不需要使用大量的化学物品,减少了对环境的影响。
3.3 缺点•稳定性差:自焙阳极的质量受原料和制备过程的影响较大,稳定性较差,可能会导致电解过程的不稳定。
•寿命较短:自焙阳极的密度和机械强度较低,容易受到腐蚀和磨损,寿命相对较短。
4. 使用比例预焙阳极和自焙阳极在工业生产中的使用比例取决于具体的应用场景和需求。
一般而言,预焙阳极适用于对稳定性和寿命要求较高的场合,如铝电解、氯碱电解等;而自焙阳极适用于成本和灵活性要求较高的场合,如锌电解、铜电解等。
3.3 生产工艺(1)工艺流程图3-7 生产工艺流程图(2)流程说明电解铝用预焙阳极生产采用煅烧石油焦、沥青和返回料(电解铝厂返回的电解残极、焙烧碎料、生碎料)为原料。
原料经破碎、筛分、配料,生产出生阳极,再经焙烧得到预焙阳极产品。
(1)原料贮运预焙阳极生产所用主要原料煅烧石油焦,由带式输送机从集团公司料仓运来卸入Ф17⨯20m贮仓内,用料时由设置在仓下的电磁振动给料机经带式输送机输送到生阳极制造工序使用。
(2)返回料处理生产过程中产生焙烧碎料、生碎料和电解铝厂返回的电解残极共用一套返回料处理系统,由500吨残极破碎机粗碎至100mm以下粒度,再由一台反击式破碎机中碎筛分至20mm以下粒度后,然后经斗式提升机直接送入料仓待用。
焙烧碎料、残极碎料用于配料,生碎料进入混捏工段。
(3)液体沥青制备由汽车运来固体改质沥青经颚式破碎机破碎,送入沥青熔化罐内,用高温导热油间接加热熔化,经过滤机过滤滤去杂质后进入液体沥青接收槽,再用输送泵送到2座Ф8⨯8m沥青保温贮罐内,单座贮罐贮存容量为400t。
使用时由沥青输送泵输送至生阳极车间用于配料。
(4)生阳极制造生阳极制造包括中碎筛分、磨粉、配料、混捏和成型冷却等生产工序。
①中碎筛分本项目设2个石油焦中碎、筛分系统和1个残极返回料中碎、筛分系统。
石油焦(或残极料)分别由电磁振动给料机给料,经带式输送机、斗式提升机送入一台双层水平振动筛和一台单层水平振动筛(残极为1台二层水平振动筛)筛分处理,粒度大于12mm的料返回中间料仓,再由电磁振动给料机给料进入双辊破碎机(残极进入反击式破碎机)中碎后再重新筛分。
12~6mm,6~3mm的粒度料可直接进入相应配料仓,也可返回双辊破碎机重新中细碎至3mm以下,便于生产灵活调节。
粒度料有3种,为12~6mm、6~3mm、3~0mm,6~3mm、3~0mm的料除直接进入配料仓外,还有部分送经磨粉机磨粉成粉料。
生碎料在残极处理工段经两级破碎到20mm以下粒度后,经带式输送机,斗式提升机,直接运入生碎料仓使用。
预焙阳极技术
1. 概述
目前几年中国的铝电解工业受到国家宏观调控政策实施和世界铝工业中心转移的影响,在短期内经历了小自焙槽改造,铝-电联营,煤-电-铝联营三个阶段,原铝产量1998年为241万吨(其中预焙约占30%,自焙槽占70%),到2003
年底猛增到538万吨(其中预焙约占70%,自焙槽占30%),年平均增长率达到25%,这在世界铝工业的发展史上是空前的。
在这个浪潮中,铝生产厂家从原来那种技术落后的生产方式中解脱出来,从关心产量为主转变为关心技术发展;把目光更多地投向国际铝电解技术,给国内铝电解技术的发展制造了一个契机。
我国300KA以上的大型电解槽蓬勃发展,刺激国内电解槽辅助技术-阴、阳极的蓬勃发展。
这个浪潮过去之后,原铝生产将进入增长的平台期。
铝生产者在激烈的市场竞争中,必然走上降低生产成本,增强竞争能力的道路,中国的铝工业将出现发展重心的转移,老厂的挖潜改造、增产增效、节能降耗成为发展的重心,强化电流和延长槽寿命则是重中之重。
预焙阳极作为预焙电解槽的阳极导电材料,在服役期间参与电化学反应,是铝电解最重要的辅助材料之一,它直接影响电解铝生产成本、铝电解槽操作的自动化程度以及操作环境。
它的发展和铝电解技术的发展如影随形。
大型预焙槽技术已经成为现在中国铝工业主导技术,本文主要讨论预焙阳极的技术问题。
2.中国预焙阳极发展的历史和现状
2.1 技术发展历史简要回顾
我国最早的、工业性的预焙阳极电解槽是1967年投产的郑州铝厂75KA预焙阳极电解槽。
阳极炭块用挤压法生产,阳极炭块尺寸为400×400× 1150mm。
70年代初,吉林炭素厂、抚顺铝厂进行振动成型生产预焙阳极炭块试验,获得成功。
80年代初,贵州铝厂从日本引进振动成型生产线,促进了我国振动成型生产阳极炭块技术的发展。
到80年代,我国各大铝厂的预焙阳极炭块都采用振动成型生产,最小的尺寸为740×400×450mm(抚顺铝厂),最大的尺寸为
1450×660×540mm(贵州铝厂、沁阳铝试验厂),重达750~780Kg。
随着贵州铝厂的技术引进,将我国的预焙阳极技术和规模推上一个新的平台,成为进一步发展的基础。
形成了我国预焙阳极的国家标准,如表1所示。
之后,我国在不断改进阳极配方和阳极工艺条件。
贵阳铝镁设计研究院成功开发了多项大型阳极专用设备,并和水城钢厂联合进行了改质沥青实验研究。
贵州、青海、白银、青铜峡、平果、郑州等铝厂先后与郑州轻金属研究院合作,根据国产原料的特点,改进传统配方,采用大颗粒配方,热煤油加热、振动成型、改进原料和生产工艺,提高了预焙阳极的质量。
这一技术支撑中国铝工业走过十多年的道路,形成近百万吨的预焙电解铝产能。
表.1中国预焙阳极质量标准
指标
名称单位振动成型(GB8742-88)挤压成型(YB2809-78)
TY-1 TY-2 一级二级
灰份% <0.5 <1.0 <0.5 <1.0
电阻率Ωmm/m <55 <60 <60 <65
耐压强度N/mm2 >29 >29 >35 >35
体积密度g/cm3 >1.5 >1.5 - -。