[发明专利]用于铝电解的阳极糊及其配制方法

说明书

本发明属于铝电解用阳极糊及其配制方法，在铝电解用的阳极糊中掺入碳酸锂（Li₂CO₃）后，可降低阳极超电压，从而达到节约电能的目的。

在Cryolite-Alumina体系里电解铝的方法，自Hall-Heroult发明专利以来，已有一百年的历史，现在铝电解工业还是沿用这种方法，该法能耗大，其电能效率只有40%，在当今能源短缺的情况下，如何节能成为铝工业的突出问题。

实验室和工厂的生产都证明，在工业电流密度范围内，两极产生的反电动势为1.6-1.7伏，比理论分解电压值（1.08-1.19伏）大得多，这二者的差值为阴极超电压与阳极超电压之和，而阴极超电压很小，一般为40-80毫伏，阳极超电压则占80-90%，约为0.4-0.6伏，如此高的阳极超电压造成了很大的电能浪费，但是，长期以来，人们都认为铝电解中的阳极超电压是难以降低的。近几年，国内这方面的工作有了一定的进展，中南工业大学肖海明、刘业翔在八六年全国轻金属学术年会上发表题为《铝电解时不同掺杂炭阳极的电催化活性研究》的论文（1986，1），该论文说，以光谱纯石墨棒作为阳极材料，用物理或化学方法对其进行掺入Li₂CO₃，然后用于铝电解;发现能降低阳极超电压0.2伏左右，但该论文未对掺杂工艺、Li₂CO₃含量及其效果作详细的报导。

现行的阳极糊生产工艺一般是这样的，在1150-1350℃的温度下，将干料于回转窑中锻烧，再经鄂式破碎机破碎，破碎后干料的粒度要求：Φ2-4∶21-26%，Φ1-2∶10-16%，Φ0-1不要求，Φ（-0.15）-0.075∶45-51%;合格的干料再与沥青配料，要求干料∶沥青＝（68-72）∶（28-32）;沥青的温度要大于140℃;然后在混捏锅中混捏，混捏的温度要求在130-170℃之间，混捏直至均匀，最后倒入所要求形状的容器中，水冷却成型。

本发明的目的在于研究出一种新的阳极糊，找出这种新的阳极糊中Li₂CO₃的适宜含量范围，使其具有明显地降低阳极超电压的效果，从而较大地降低铝电解的电能消耗。

本发明的另一个目的是找出一种简单合理的阳极糊掺入碳酸锂的工艺方法，以适应大工业生产。

本发明的再一个目的是找出一种新的向铝电解槽中添加Li₂CO₃的方法，以代替原来直接向电解槽中添加Li₂CO₃的方法，从而减少Li₂CO₃的机械损失，降低劳动强度，克服电解质中氟化锂（LiF）含量不稳定等缺点。

本发明是一种新的阳极糊，它是由经过锻烧、破碎后合格的干料占68-72%与沥青占28-32%和碳酸锂混捏配制而成，其加入Li₂CO₃的量为干料与沥青重量之和的0.09-0.9%（上述的百分数均为重量百分数，以下同）。这种新的阳极糊可降低阳极超电压110-250毫伏。

为配制本发明的一种新的阳极糊，其工艺方法是将干料于1150-1350℃的温度下锻烧，经破碎合格后的干料占68-72%与大于140℃的沥青占28-32%和碳酸锂混捏至均匀，混捏的温度为130-170℃，在干料和沥青混捏前、干料和沥青混捏过程中的其中一种方式加入Li₂CO₃，Li₂CO₃的加入量为干料与沥青重量之和的0.09-0.9%。