[发明专利]一种铝电解用磷生铁阴极的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝电解技术领域，是一种用于铝电解过程中磷生铁阴极的制备方法。

背景技术

铝电解用阴极是由碳块、方钢两部分组成。其组合方式为：先将阴极碳块和阴极方钢加热到200℃以上，再将加热好的热冷捣糊均匀地撒在阴极碳块的燕尾槽底部，用工具扎实后放入阴极方钢，最后在方钢两侧用热捣糊扎实，此组合方式有以下缺点：一是最先扎在燕尾槽底部的热捣糊与阴极方钢表面全靠方钢自重压力使两者接触，加之受阴极方钢加热变形等因素影响两者之间接触不会很好。二是在扎热捣糊过程中，受温度、人为因素等影响，扎固质量较难控制。三是阴极碳块、糊料、方钢三者之间因受温度差异、材质差异、应力、膨胀系数影响，当温度发生改变后，接触面间难免会出现接触不太紧密现象。四是热捣糊料受批次、原料配比等因素影响，导电率会发生变化。

发明内容

本发明的目的是针对阴极碳块与方钢组合方式在传统的钢棒糊夯实工艺技术上存在的不足，提供一种能有效解决阴极碳块与方钢联接不好的问题，同时又能有效地降低了铝电解过程中的阴极压降，从而降低了铝电解过程中生产成本的铝电解用磷生铁阴极的制备方法。

解决本发明的技术问题所采用的技术方案为：方钢与阴极碳块的预组合体进行密封处理，即将箱体内氧气排出，避免阴极方钢和阴极碳块的氧化，然后放入均热炉内加热并保温，运出均热炉后用预先准备好的磷生铁水浇铸，浇铸好后，再进行密封处理，即将箱体内氧气排出，避免阴极方钢和阴极碳块的氧化，再放入常温下自然冷却，得到的磷生铁阴极即可用在铝电解的生产中。

本发明主要的技术条件是：

(1)磷生铁的所含的杂质含量的重量百分比组分为：Mn：0.2～1.2％，P：0.4～1.8％，Si：1.5～4.5％，C：2.5～3.7％，S＜0.3％。

(2)加热设备为均热炉，均热炉内的温度为400～1000℃，保温时间为4～24h。

(3)制备磷生铁阴极过程中需要将阴极碳块与阴极方钢做密封处理，将箱体内氧气排出，避免阴极方钢和阴极碳块的氧化。

本发明的有益效果是：磷生铁阴极应用于铝电解中，使得铝电解过程中阴极压降得到了很大程度的下降，从而使得铝电解过程中所消耗的电耗得以大大的降低，同时也延长了阴极的使用寿命。磷生铁阴极的生产对环境没有任何污染，产品的经济效益显著。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1：

阴极方钢与阴极碳块的预组合体进行密封处理，即将箱体内氧气排出，避免阴极方钢和阴极碳块的氧化，然后放入均热炉内加热，加热温度为450℃，并保温5小时，运出均热炉后用预先准备好的磷生铁水浇铸，再进行密封处理，将箱体内氧气排出，再放入常温下自然冷却，得到的磷生铁阴极即可用在铝电解的生产中。磷生铁的所含的杂质含量的重量百分比为：Mn：0.2％，P：0.4％，Si：1.5％，C：2.5％，S＜0.3％。

将制备好的磷生铁阴极应用在铝电解槽中，比较磷生铁阴极与传统热捣糊阴极的压降差别。结果：磷生铁阴极使用过程时，单块磷生铁阴极的压降为18.0mV，比热捣糊阴极降低6.0mV。整个电解槽的阴极压降也从340mV下降到247mV。

实施例2：

阴极方钢与阴极碳块的预组合体进行密封处理，即将箱体内氧气排出，避免阴极方钢和阴极碳块的氧化，然后放入均热炉内加热，加热温度为650℃，并保温10小时，运出均热炉后用预先准备好的磷生铁水浇铸，再进行密封处理，将箱体内氧气排出，再放入常温下自然冷却，得到的磷生铁阴极即可用在铝电解的生产中。磷生铁的所含的杂质含量的重量百分比为：Mn：1.2％，P：1.8％，Si：4.5％，C：3.7％，S＜0.3％。

将制备好的磷生铁阴极应用于铝电解槽中，比较磷生铁阴极与热捣糊阴极的压降差别。结果：磷生铁阴极使用过程时，单块磷生铁阴极的压降为17.4mV，比热捣糊阴极降低6.6mV。整个电解槽的阴极压降也从340mV下降到246mV。

实施例3

阴极方钢与阴极碳块的预组合体进行密封处理，即将箱体内氧气排出，避免阴极方钢和阴极碳块的氧化，然后放入均热炉内加热，加热温度为800℃，并保温20小时，运出均热炉后用预先准备好的磷生铁水浇铸，再进行密封处理，将箱体内氧气排出，再放入常温下自然冷却，得到的磷生铁阴极即可用在铝电解的生产中。磷生铁的所含的杂质含量的重量百分比组分为：Mn：0.8％，P：1.2％，Si：3.5％，C：3.1％，S＜0.3％。

将制备好的磷生铁阴极应用在铝电解槽中，比较磷生铁阴极与热捣糊阴极的压降差别。结果：磷生铁阴极使用过程时，单块磷生铁阴极的压降为16.8mV，比热捣糊阴极降低7.2mV。整个电解槽的阴极压降也从340mV下降到244mV。