[发明专利]一种隔绝电解质气氛腐蚀的电极导杆保护方法

说明书

技术领域

一种隔绝电解质气氛腐蚀的电极导杆保护方法，涉及一种惰性电极铝电解槽电极导杆的保护方法。

背景技术

现行的铝电解工业主要沿用Hall-Heroult（霍尔-埃鲁特）熔盐电解工艺。阳极采用炭素材料，炭阳极不断消耗，同时排放大量的二氧化、一氧化碳、碳氟化合物等温室气体，给炭素资源、能源及环境都带来了巨大的压力。

发展惰性电极铝电解技术则是解决传统铝工业高能耗、高排放的根本途径。在惰性电极铝电解技术的研究与应用中，配合低温电解质体系，采用低温铝电解技术则更有利于延长惰性电极的运行寿命。低温电解质体系熔点低，在电解运行温度下电解质液面不易结壳，同时起到导电和悬挂电极作用的金属导杆就会直接面对高温电解质熔体气氛的熏烤。金属导杆在温度相对较低的环境中依靠自身表面形成的氧化物膜层能够抵抗氧气或腐蚀性气氛的侵蚀（如现有的预焙阳极铝电解槽，阳极铝导杆在电解质结壳和覆盖料的上方，环境温度相对较低，铝导杆自身即可抵抗气氛的腐蚀），但在温度较高的环境中，或存在大量HF的气氛中，自身形成的氧化物膜层很容易开裂或被HF破坏，从而失去保护作用。因此，对于竖式结构惰性电极铝电解槽，隔离电解质气氛腐蚀，保护电极导杆非常重要。

申请号为CN201110372099.4，一种惰性电极铝电解槽电极导杆的保护方法，采用耐火耐蚀保护材料与气体强制冷却相结合的方式对电极导杆进行保护。其缺点是需要消耗额外的能耗，并且由于冷却会带走电解槽中较多的热量，从而使电解槽的能耗增高。

申请号为CN101709485A，一种采用惰性阳极生产原铝的铝电解槽，采用刚玉管、碳化硅管或其它耐蚀抗热保护材料保护，并且缝隙中填充氧化铝。其缺点是，当刚玉管等保护套管由于热震或其它因素破裂后，将失去对导杆的保护作用，其可靠性和稳定性稍差。

文献《Hot corrosion of a novel NiO/NiFe₂O₄ composite coating thermally converted from the electroplated Ni-Fe alloy》采用NiO/NiFe₂O₄涂层的方法，该涂层能够抵抗960℃电解质熔体的腐蚀，并经过了50h的试验检验。但该涂层的长期稳定性还需要进一步的检测。

以上专利或文献中对隔离电解质气氛腐蚀保护电极导杆的方法均存在一定的局限性。由于不是在电极导杆使用过程“自发”或“原位”生成的保护层，当使用条件变化或某种因素波动时，保护层均有可能受到破坏。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术缺陷或不足，提供一种能够在电极导杆使用条件下自发生成保护层，从而能够隔离电解质气氛腐蚀的隔绝电解质气氛腐蚀的电极导杆保护方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现。

一种隔绝电解质气氛腐蚀的电极导杆保护方法，其特征在于在采用氧化铝粉、石英粉、碳酸钠粉、电解质粉和玻璃粉做原料，制成密封填充料，包裹在电极导杆周围，在正常电解运行时，自动形成粘稠熔融玻璃体状的、能密封缝隙、隔离电解质气氛、吸收膨胀应力的保护层。

本发明的一种隔绝电解质气氛腐蚀的电极导杆保护方法，其特征在于其密封填充料的重量比组成包括5%-20%氧化铝粉、40%-60%石英粉、20%-40%碳酸钠粉、5%-20%电解质粉、余量为玻璃粉。

本发明的一种隔绝电解质气氛腐蚀的电极导杆保护方法，其特征在于其制成密封填充料包裹在电极导杆周围的方法是将配制好的密封填充料，填充到导杆和导杆外加保护套管形成的空间中。

本发明的一种隔绝电解质气氛腐蚀的电极导杆保护方法，其特征在于其制成密封填充料包裹在电极导杆周围的方法是将配制好的密封填充料模压成型，包裹在导杆外，外层用刚玉浇注料浇筑密封。

本发明的一种隔绝电解质气氛腐蚀的电极导杆保护方法，其特征在于其密封填充料所用电解质粉采用Na₃AlF₆、kAlF₄、AlF₃、NaF、KF、CaF₂、Al₂O₃中的一种或多种混配制得，或为铝电解槽中电解质经冷却、破碎制得。

本发明的一种隔绝电解质气氛腐蚀的电极导杆保护方法，其特征在于所述的密封填充料为粉状，混合均匀后以直接填充的方式使用。