[发明专利]一种铝电解槽阴极填充糊料及其制备方法

说明书

技术领域

本申请主要涉及预焙槽炼铝技术领域，特别地，涉及一种铝电解槽阴极炭块缝间专用填充糊料及其制备方法。

背景技术

当前铝电解槽阴极炭块缝间通常采用炭素糊料作为填充料，以分层捣固扎实的工艺方法进行施工，使槽底阴极炭块连接成为一个无缝隙的整体。传统的炭素糊料主要由干料和黏结剂组成，其中干料主要为电锻无烟煤、锻后焦和人造石墨粉，而黏结剂主要为沥青或煤焦油。

在焙烧期间，炭素糊料需要经历从常温到近1000℃的升温过程，在高温下发生焦化反应使整个炭素捣固体呈收缩趋势，便会产生裂纹。在电解过程中，碱金属会渗透至裂纹中，致使裂纹加大，电解熔体即从这些薄弱环节缓慢渗透，造成电解槽早期破损。同时，焙烧加热后炭素糊料会有大量挥发物质排出，造成炭素糊料捣固体孔隙率明显增加，则会形成铝液或电解质向下缓慢渗透的通道，若炭素糊料本身质量差或捣固施工质量差，甚至会出现电解槽在启动后不久便发生铝液和电解质渗漏现象，严重影响电解槽的寿命。

另一方面，在电解工况下，碱金属会在阴极表面生成，由外而内渗透至阴极内部，在这一过程中，炭素糊料捣固体作为阴极薄弱环节非常容易发生破损。其中，炭素糊料抗碱金属渗透性能及导电性与其焙烧焦化后的结构密切相关，而炭素糊料焙烧焦化后的结构又与炭素糊料的黏结剂成分与配比密切相关，由纯沥青或蒽油为黏结剂的糊料焙烧焦化后的结构大多为中孔隙或大孔隙，其抗碱金属渗透性能与导电性能均较差，导致槽底内衬电压降较高与抗浸蚀性能差。

有鉴于此，有必要提供一种铝电解槽阴极填充糊料及其制备方法。

发明内容

本申请的其中一个目的在于为解决上述问题而提供了一种铝电解槽的阴极炭块缝间填充糊料，本申请的另一个目的在于提供一种上述铝电解槽的阴极炭块缝间填充糊料的制备方法。

本申请提供的铝电解槽阴极填充糊料，包括人造石墨粉、冶金焦或电煅无烟煤、改性煤沥青黏结剂和添加剂，其中所述改性煤沥青黏结剂包括煤沥青、树脂和碳化硼粉；所述添加剂为铁铜合金粉添加剂。

作为本申请提供的铝电解槽阴极填充糊料的一种改进，所述树脂为呋喃树脂、酚醛树脂或环氧树脂其中一种。

作为本申请提供的铝电解槽阴极填充糊料的一种改进，所述铝电解槽阴极填充糊料的配料及其组分重量百分比分别为：电煅无烟煤或冶金焦40～50％、人造石墨粉20～35％、改性沥青黏结剂10～20％、铁铜合金粉添加剂15～25％。

作为本申请提供的铝电解槽阴极填充糊料的一种改进，所述改性沥青黏结剂的配料及其组分重量百分比分别为：煤沥青80～85％、呋喃树脂、酚醛树脂或环氧树脂15～20％、碳化硼粉0～5％。

作为本申请提供的铝电解槽阴极填充糊料的一种改进，所述铝电解槽阴极填充糊料的配料及其组分重量百分比分别为：铁铜合金粉添加剂15％、改性沥青黏结剂15％、人造石墨粉20％、电煅无烟煤或冶金焦50％；其中，所述改性沥青黏结剂的配料及其组分重量百分比分别为：煤沥青80％、树脂15％、碳化硼粉5％。

作为本申请提供的铝电解槽阴极填充糊料的一种改进，所述铝电解槽阴极填充糊料的配料及其组分重量百分比分别为：铁铜合金粉添加剂20％、改性沥青黏结剂15％、人造石墨粉20％、电煅无烟煤或冶金焦45％；其中，所述改性沥青黏结剂的配料及其组分重量百分比分别为：煤沥青80％、树脂18％、碳化硼粉2％。

作为本申请提供的铝电解槽阴极填充糊料的一种改进，所述铝电解槽阴极填充糊料的配料及其组分重量百分比分别为：铁铜合金粉添加剂20％、改性沥青黏结剂20％、人造石墨粉20％、电煅无烟煤或冶金焦40％；其中，所述改性沥青黏结剂的配料及其组分重量百分比分别为：煤沥青80％、树脂20％。

作为本申请提供的铝电解槽阴极填充糊料的一种改进，所述铝电解槽阴极填充糊料的配料及其组分重量百分比分别为：铁铜合金粉添加剂25％、改性沥青黏结剂10％、人造石墨粉20％、电煅无烟煤或冶金焦40％；其中，所述改性沥青黏结剂的配料及其组分重量百分比分别为：煤沥青85％、树脂17％、碳化硼粉3％。