铝电解阴极用炭素的物理磨损及LiF与KF对阴极渗透的影响

发布时间：2023-04-01 19:20

　　铝电解生产过程中,铝液的冲刷和碱金属的渗透作用是导致电解槽底部阴极炭块破损的主要原因。尤其是电解质的渗透作用,是影响电解槽寿命的核心问题之一。又因为国产氧化铝中富含有大量的氧化钾和氧化锂,在铝电解生产过程中,以此类型的氧化铝作为原料会使电解质中富集大量的钾盐和锂盐,尤其是钾盐,其对电解槽具有很大的破坏作用。因此,本课题基于国外某公司提供的六种不同材质的阴极炭块,探索了其在常温下的抗物理磨损性能以及1000℃下在Na3AlF6-Al203-AlF3-KF-LiF体系下抗钠及电解质渗透的性能。这将对我国工业铝电解槽阴极材料的选择以及提高电解槽寿命具有重要的指导作用。本研究课题针对国外某公司提供的A、B、C、D、E、F六种阴极炭块的电阻率、孔隙率、灰分和石墨化度等进行了测量。得出A、B型为无烟煤基阴极炭块,C型为半石墨质炭块,D、E型为半石墨化炭块,F型为石墨质炭块。经计算A, B、C、D,E、F六种炭块石墨化度分别为91%、92%、93%、79%、82%、94%。基于常温模拟实验分别研究了六种阴极炭块在常温下的抗磨损性能。得出阴极炭块的磨损量与实验时间和浆液流速基本呈正相关,并且可以得出无...

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 概述
    1.2 影响铝电解槽寿命的主要因素
    1.3 铝电解槽阴极的原材料
        1.3.1 无烟煤
        1.3.2 冶金焦
        1.3.3 人造石墨
        1.3.4 石油焦
    1.4 铝电解槽的阴极结构
        1.4.1 电解槽阴极分类
        1.4.2 电解阴极炭块
        1.4.3 工业电解槽对阴极炭块性能的要求
    1.5 铝电解槽阴极炭块的破损形式及其原因
    1.6 铝电解阴极的破损机理
        1.6.1 物理磨损
        1.6.2 钠与电解质在阴极中的渗透机理
    1.7 课题意义及研究内容
第2章 阴极炭块的理化性质
    2.1 电阻率的测量
        2.1.1 样品的制备
        2.1.2 测量设备
        2.1.3 测量原理及步骤
        2.1.4 结果与讨论
    2.2 孔隙率的测量
        2.2.1 样品的制备
        2.2.2 实验设备
        2.2.3 测量原理
        2.2.4 结果与讨论
    2.3 灰分的测量
        2.3.1 样品的制备
        2.3.2 实验设备
        2.3.3 测量步骤
        2.3.4 灰分的计算
        2.3.5 结果与讨论
    2.4 石墨化度的测量
        2.4.1 样品的制备
        2.4.2 测量方法及数据处理
        2.4.3 结果与讨论
    2.5 本章小结
第3章 阴极炭块抗物理磨损研究
    3.1 实验方法及装置
    3.2 试样的制备及浆液的配制
        3.2.1 试样的制备
        3.2.2 浆液的配制
    3.3 实验步骤及注意事项
        3.3.1 样品的预处理
        3.3.2 磨损量的测量
        3.3.3 实验步骤及注意事项
    3.4 多钨酸钠的回收
    3.5 结果与讨论
        3.5.1 时间对磨损量的影响
        3.5.2 速率对磨损率的影响
        3.5.3 不同炭块磨损特点
        3.5.4 实验前后氧化铝颗粒的变化
    3.8 本章小结
第4章 铝电解过程中KF与LiF对渗透深度的影响
    4.1 实验药品及样品制备
    4.2 实验装置及方法
        4.2.1 实验装置
        4.2.2 实验方法及检测方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 碱金属对阴极的渗透深度
        4.3.2 电解质渗透
        4.3.3 灰分中碱金属的含量
    4.4 本章小结
第5章 结论
参考文献
致谢



本文编号：3777715