铝电解阳极炭块浸渍过程规律研究

发布时间：2021-07-14 06:13

　　炭素阳极是铝电解中最至关重要的组成部分,在电解过程中,阳极孔隙率高会导致阳极炭块消耗快、炭渣量升高,造成大量的浪费,是吨铝炭耗远超出理论消耗的主要原因;因此,预焙阳极加密技术的开发是一项具有很大价值的工作。本文主要分析了阳极浸渍时,阳极表面形成滤饼的原因及结果,对阳极孔隙模型与浸渍过程做了一些合理的假设,如将微孔浸渍过程看做泊肃叶流动,在此基础上建立数学模型,使用MATLAB来对数学模型进行模拟计算,对不同浸渍压力、 QI（喹啉不溶物）浓度、浸渍剂粘度等参数进行模拟计算,从浸渍效率的结果来对这些参数进行分析优化。 

【文章来源】：金属材料与冶金工程. 2020,48(04)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

浸渍模型

图2中列举了三种外压下阳极浸渍效率与时间的关系。浸渍中的设备有效压力分为两个：一个是抽真空设备运行时的真空度，一个是空气压缩机所提供的压力。从图2中可以看出，随着浸渍压力的提高，浸渍速度增大，三条曲线起初浸渍速度是最快的，由于压力的不同，随着时间的推移，三条曲线开始分。在浸渍前期，外压力影响不大，前100 s时，0.9 MPa、1.8 MPa与3.6 MPa浸渍速度相差不大；当2 000 s过后，浸渍压力作用开始显现，压力大的浸渍速度下降缓慢；当时间达到7 500 s左右时，外压为3.6 MPa的曲线，浸渍最先完成，此时，0.9 MPa与1.8 MPa浸渍效率只有55%与75%;10 000 s过后，1.8 MPa的压力浸渍结束，而0.9MPa的压力曲线，在20 000 s后浸渍效率才达到100%。三个曲线的趋势与公式中有效压力的二分之一次方与浸渍效率成正比相吻合，因此压强越大，浸渍效率越高，但是由于设备与浸渍阳极的条件所限制，浸渍压力不易过大。压力升高，压力设备成本及电耗增加，浸渍成本增加，并且压力太大会对阳极结构及滤饼颗粒产生影响，使阳极内部结构和滤饼颗粒变形，造成浸渍阻力增大等问题。因此，需要综合考虑压力、浸渍时间与成本的问题，选取合适的压力。(2）沥青中QI含量

图3为QI含量对浸渍效率的影响。根据图3可以看QI含量对浸渍的影响，主要表现在随着时间的增加，QI颗粒会在阳极表面停留并形成滤饼，使得沥青进入阳极内的阻力增大，随着滤饼的厚度增大，浸渍速度下降，因此应选用低QI的沥青作为浸渍剂，以此来减少浸渍时间，降低浸渍成本。另外，根据国内外学者的研究，QI颗粒的大小也会影响浸渍效率，滤饼所带来的压阻力与QI颗粒的大小成反比，因此QI颗粒过小会形成很大阻力的滤饼。(3）浸渍剂改性沥青

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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本文编号：3283584