制氟用碳阳极材料调研
目录
1、碳阳极材料概述 (2)
1.1、碳阳极材料的组成 (2)
1.2、碳阳极材料的性质 (2)
1.3、制氟用碳阳极的特性要求 (2)
1.4、电流密度与炭阳极质量关系 (2)
2、制氟用炭阳极的规格及质量标准 (3)
3、阳极碳板生产厂家 (3)
3.1、方大炭素新材料科技股份有限公司 (3)
3.2、林州市裕通碳素有限公司 (3)
3.3、中钢集团吉林炭素股份有限公司 (4)
3.4、成都东光科技有限公司 (4)
4、阳极碳板价格 (5)
4.1、影响阳极碳板价格的因素 (5)
4.2、网上询价结果 (5)
5、制氟用炭质电解板的发展概况 (6)
6、电解制氟中碳电极极化及其应对措施 (9)
1、碳阳极材料概述
1.1、碳阳极材料的组成：中温制氟电解槽内的阳极材料，是以炭质材料如无烟煤和冶金焦或石油焦为原料、煤沥青为粘结剂按一定比例混合后，经成型、焙烧而成。也有经浸渍和二次焙烧的。
1.2、碳阳极材料的性质
由高纯度炭制成的炭阳极是中温电解制氟的良好的电极材料，有如下性质：（1）电导率高，电阻率低；（2）在熔融钾盐中氟化氢浓度超过38％时，化学稳定性高，耐氟和氟化氢腐蚀性能好；（3）有较高的机械强度。（4）浸润性好。
1.3、制氟用碳阳极的特性要求
对电解制氟用碳阳极的特性要求是：耐氟和氟化氢腐蚀性能好；电阻率低；电解液对其浸润性好，超电压小；机械强度高，能长时间在高电流密度下使用；比重大，局部破裂时碎块能沉于电解槽槽底，避免极问短路；制造方便，价格低廉。
中温电解制氟生产中，一定性能的炭阳极在一定电流密度下运行，一般讲炭阳极化学性质相当稳定，不易产生阳极极化。但随生产时间增加，或随意提高电流密度，或电解液中含水率超过0.5％，或炭阳极成分不纯而含石墨或灰分太多，电解槽运行时易产生阳极极化、炭阳极断裂等现象，寿命缩短，生产效率下降。炭阳极断裂原因不仅与炭阳极本身质量有关，还与炭阳极吊架结构有关。当然，电解槽运行中各工艺参数控制也有影响。
作为制氟用阳极材料的还有石墨、镍等。石墨材料在熔融钾盐中氟化氢浓度达30％以上时发生溶胀和碎裂，因而石墨材料只宜作高温电解槽里的阳极材料。镍的电导率高，电解液中含水分高，也不会产生阳极极化，但镍的电化学腐蚀速度较快，电流效率不超过65％，故镍仅作为中温电解生产时电解液与电解脱水的阳极材料。因此，炭阳极就成为现在普遍采用的中温电解制氟唯一的阳极材料。
1.4、电流密度与炭阳极质量关系
衡量电解槽先进性的指标之一是电流密度。电流密度的高低，表明单位时间内炭阳极析出氟气量的多少。目前制氟电解槽炭阳极电流密度的先进指标可达0.32A/cm2以上。电流密度低的原因是炭阳极质量低，不能承受高的电流强度，因此，制氟生产能力提不高。为此，制氟技术工作者在提高炭阳极质量和改进炭阳极组件结构方面做了大量工作。如有人曾企图用钢、铝、镁、铜和钼的合金、镍铬合金等多种金属作阳极，结果都未获成功。在改善炭阳极性能方面，美国联合碳化物公司(UCC)做过许多尝试，结果只有浸
渍铜和氟化锂的效果较明显；英国采用高渗透性的炭阳极，可长期运行而不发生极化。也有采用炭阳极表面为高渗透性材料，里面为密实性材料；也有将炭阳极伸入电解液下面的部分采用高渗透材料，与吊架连接的端部采用低渗透性材料。但这些在制作方面相当困难。美国在研究炭阳极组件方面采取以铬钼钢代替铜，加大连接螺栓直径等措施，大大提高了炭阳极的运行寿命。在提高炭阳极性能方面也做了许多工作，如将炭阳极渗铜、渗镍、酚醛树脂固化、严格选择炭阳极原材料、改进炭阳极加工工艺、炭阳极表面处理等，这些工作大大提高了炭阳极的质量。
2、制氟用炭阳极的规格及质量标准
2.1、10KA中温制氟电解槽阳极碳板的规格：600*300*70
2.2、目前，世界尚未见到统一的制氟用炭阳极的规格及质量标准，但有关这方面的数据见下表。
炭阳极性能表
3、阳极碳板生产厂家
3.1、方大炭素新材料科技股份有限公司
方大炭素新材料科技股份有限公司总部位于甘肃省兰州市红古区海石湾镇，东距甘肃省兰州市113公里，西距青海省西宁市120公里，区位优势明显；公司北依兰青铁路、兰海高速公路、甘青公路，公司自备铁路运输专线，交通十分便利；南临黄河支流大通、湟水两河，水资源丰富；厂区附近有刘家峡、龙羊峡、李家峡、盐锅峡等大型水电站和窑街煤矿，电力、动力用煤和天然气供应充沛，资源丰富，为公司的发展提供了得天独厚的条件。
3.2、林州市裕通碳素有限公司
林州市裕通碳素有限公司（林州市光裕实业有限公司）地处风景秀丽的太行山麓,举世闻名的红旗渠畔。本公司是豫北地区碳素制品主要生产厂家之一。现有固定资产1.2亿，员工400余名，其中，各类高、中级工程技术人员120余名。
公司生产设备先进，检测设施齐全。主要设备有12罐锻烧炉二座、震动成型机三台、模压石墨电极接头压力机1台、1200升混捏锅6台、2000升混捏锅2台、7.5立方浸渍釜2个、15立方浸渍釜1个、自动梳刀机生产线一条、18室环式焙烧炉二座、26室环式焙烧炉一座，年生产高功率石墨电极3万吨、特种石墨5000余吨、模压石墨电极接头1200吨、细颗粒石墨方5000吨、细颗粒石墨圆材2000吨。
3.3、中钢集团吉林炭素股份有限公司
中钢集团吉林炭素股份有限公司（简称中钢吉炭）坐落在以雾凇奇观著称于世的北
国江城—吉林省吉林市，厂区濒临风景如画的松花江。中钢吉炭是中国中钢集团公司所属的重要生产企业之一，享有中国炭素工业摇篮的美誉，是中国最大的综合性炭素制品生产企业，国际炭素企业四强。是中国炭素行业新产品研究开发中心、新技术应用中心、产品检测中心和出口产品检验中心，是中国合格评定国家认可委员会认可的实验室，是行业唯一一家国家级技术中心，并建有博士后工作站。经中国证券监督管理委员批准，公司于1999年在深圳证券交易所挂牌上市，成为中国炭素行业首家上市公司。
3.4、成都东光科技有限公司
成都东光科技有限公司是专业生产碳素产品的厂家。主要产品有：制氟碳板，碳阳极，碳砖及石墨坩埚，可根据客户需要生产加工各种规格碳素石墨制品及石墨坩埚，用于化工，稀土金属冶炼，电力接地，防腐等行业。
4、阳极碳板价格
4.1、影响阳极碳板价格的因素
（1）质量的好坏，即使用寿命的长短，正常情况下制氟阳极碳板2-3个月更换，有些生产商声称可用5个月以上。
（2）碳素上游产品的价格，如焦炭、石油焦等。
（3）加工装配好的碳板每块要贵400-500元。
4.2、网上询价结果
据网上和电话调查，目前阳极碳板价格在900-1380元之间（含铜杆、钻孔等加工费）。约4.5-6.9万元/吨。四川红华实业（原814厂）的碳板价格7000元/块，约35万元/吨。
5、制氟用炭质电解板的发展概况
摘要:本文概述了制氟用炭质电解板的发展概况，以及炭电解板与炭/炭电解板材料在制氟气用电解槽中性能的比较。
5.1.引言
单质氟是提取与核武器紧密相关的铀原料非常重要的助剂原料，从各种氟化物中电
