[发明专利]采用TiAlC基金属陶瓷作为电解时惰性阳极的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制作电解铝阳极的方法，特别是涉及一种采用TiAlC基金属陶瓷作为电解时惰性阳极的方法。

背景技术

现代电解铝工业生产主要采用冰晶石-氧化铝融盐电解法，熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，通入强大的直流电后，在930℃-960℃下，在电解槽内电解上进行电化学反应。

电解铝工业对环境影响较大，属于高耗能，高污染行业。电解铝生产中排出的废气主要是CO₂以及其它的气-固氟化物等。CO₂是一种温室气体，可造成全球气候变暖；而氟化物中的CF₄和C₂F₆其温室作用效果是二氧化碳的6500-10000倍，并且会对臭氧层造成不同程度的破坏。

为解决以上问题，使电解铝工业更加经济化，环境友好化，许多学者研究制备电解铝的惰性阳极，虽然对惰性阳极进行了大量的尝试，但到目前为止，还没有成功的研制出能在工业上使用的惰性阳极。钛铝碳基陶瓷具有优秀的抗氧化、抗腐蚀和电化学性能，是一种很有潜力的惰性阳极材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用TiAlC基金属陶瓷作为电解时惰性阳极的方法，该方法使用TiAlC基陶瓷粉陶瓷作为电解铝阳极的方法，在制备铝电解时替代碳阳极，减少了CO₂等温室气体的排放，降低了生产成本。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

采用TiAlC基金属陶瓷作为电解时惰性阳极的方法，所述方法将TiAlC基陶瓷粉陶瓷作为电解铝阳极，TiAlC基金属陶瓷粉或陶瓷块为Ti₂AlC、Ti₃AlC₂以及在制备TiAlC基金属陶瓷粉过程中混有Ti₃Al、TiC、石墨以及TiAl₃杂相；TiAlC基金属陶瓷粉或陶瓷块为Ti₂Al_1-xC和Ti₃Al_1-xC_2 ；或TiAlC基金属陶瓷粉或陶瓷块为Ti₂Al_1-xSn_xC和Ti₃Al_1-xSi_xC₂。

  所述的采用TiAlC基金属陶瓷作为电解时惰性阳极的方法，该方法包括以下过程：每隔20分钟向电解液中加入Al₂O₃，补充电解槽内的Al₂O₃消耗，补充加入Al₂O₃的质量＝铝的电化学当量×电流×时间；在电解槽中预先加入工业纯铝；阴极与阳极垂直放置在加有刚玉内衬的坩埚内；开始时先向电解槽中加入工业纯铝；电解时阳极电流密度为0.8～1.0A/cm2，极间距为35～45mm，电解温度为960℃，电解时间为1～2小时。

    所述的采用TiAlC基金属陶瓷作为电解时惰性阳极的方法，所述在电解槽中预先加入工业纯铝，根据合金中所需金属镍的含量及电解时间，来确定铝的加入量，加入铝的最低限度是在电解温度下，不要在电解槽底部析出固相，形成结壳。

    　所述的采用TiAlC基金属陶瓷作为电解时惰性阳极的方法，所述按普通工业槽生产加入的铝液水平。

    　所述的采用TiAlC基金属陶瓷作为电解时惰性阳极的方法，所述电解槽中的反应概述为：2Al₂O₃＝4Al+3O₂。

本发明的优点与效果是：