67当代化工研究
科研开发
2016-02
炭阳极中杂质行为对其性能的影响研究
0周维彬肖纯
（贵州师范大学贵州贵阳550025）
摘要：本文通过介绍炭阳极的基本组成，讨论了其主要原料中某些微量元素所产生的杂质行为对其性能的一些影响，同时给出了提高炭
阳极性能的改进措施和研究展望，对工业生产和科学研究都存在着一定的可借鉴性。关键词：炭阳板；杂质；性能
中图分类号：TF
文献标识码：A
基金项目：路科合V字LKS[2012]02.
StudyontheInfluenceof Impurity inCarbonAnodeonItsProperty
Zhou Weibin Xiao chun
(Guizhou Normal University,Guizhou Guiyang,550025）
Abstract:Inthispaperaintroduction isfakenonthebasiccompositionofcarbonanodeandonwhich,discussionistakenfortheinfuenceof impurity caused bysomemicroelement incarbon anode3rawmaterialson its peroperty,meawhile,measures andresearch prospectareput forward to improve carbon anode property, which provide certain suggestionfor the industry production and science research.
Key words: carbon anode; impurity; property
炭阳极在铝电解中起着十分重要的作用，它的主要原料作为骨料的石油焦和作为粘结剂的改性沥青，还有一些铝电解后残极破碎后的重复使用。近些年来，铝电解炭阳极技术得到了进一步的发展，应用越来越广泛，各个相关生产厂家逐步使用该项技术，扩大了生产的规模。为了跟上时代的步伐，我国也不断在该领域进行了深入的研发，建立了两套炭阳极质量的具体标准，分别为其一为振动成型系列的 GB8741-88，其二为挤压成型系列的YB2809-78。通过对铝电解碳阳极技术的应用与实践，我们发现铝电解时所产生的各项技术指标与碳阳极的质量有着很大的关系，可以说碳阳极质量的好与坏决定了指标的高与低。炭阳极也因为其在电解铝工业中举足轻重的地位，被业内人士看喻为铝电解槽的“心脏”。
一、炭阳极的主要原料
1.石油焦
作为原料之一的石油焦，其主要来源为原油。但随着经济的高速发展，原油已经无法满足需要，我国近年来进口的大量原油也因其内微量元素的不同使得性能变得越来越难控制。炼油厂在处理原油的时候一般会将国内和国外的原油混合处理，进而导致石油焦质量波动较大，其中微量元素含量的波动最为明显。微量元素的波动对阳极在电解槽中使用产生很大的影响。
2.沥青
粘结剂沥青过多或者过少都会造成阳极产生垂直、水平、无规则裂纹的现象。沥青过多或者是混捏效果不好的时候，会带动局部骨料流动让内部出现空隙；粘结剂沥青过少的时候会让局部骨料未被粘结，内部温度、密度不均匀，局部温度过高，薄弱的地方就会产生裂纹、掉渣。炭渣在电解质中会严重的影响电解质的导电率，有研究表明，电解质中
万方数据
当电解质中炭渣量达到1%的时候，电解质的导电率就会下降11%。
3.残极
残极蛋然经过清理，但是杂质已经渗透到残极内部。杂质中很多都能作为炭阳极与空气和CO,的反应催化剂，它能使反应活性提高，增加了炭阳极在电解过程中的消耗。
杂质行为对其性能的影响
石油焦和沥青作为炭阳极的核心原料，都含有一定的微量元素，蛋然其含量很低，但是微量元素等造成那个的杂质行为却会对电解过程造成严重的影响。除了在阳极成品电解过程中会出现掉渣重现象，还会影响到CO，/空气反应的速度，进而影响到铝电解效率。石油焦中主要含有 S、V、Ni、Si、Fe、Al、Na、Ca、Mg、Mn、Ti等元素。其中Si、AI是原油运输过程所引入的石油焦：炼油厂对脱水、脱水处理不净就会引入Na、Ca、Mg：Fe则主要是设备上蚀落下的；S、V、Ni、P则是石油杂环链上引入的，并且十分难分离。
各种微量元素对炭阳极的作用也不同，其中 AI、Ca、Mg为电解质所需的，不产生影响。但是
Si、V、
、Mn等对铝成品的电阻率产生很大的
影响，这将增加铝电解过程的用电量：实验证明以上微量元素每增加0.1%铝的电阻率就会增加0.08-5%不等。Si、Fe、Ti、Pb等会作为最终杂质混入到铝成品中，影响铝的品级。S、P等杂质元素会让阳极焙烧后变得硬脆，容易断裂。并且破坏电解槽电解环境，影响电流效率。Na、V、Ni主要是影响了阳极的CO,/空气反应性，对阳极氧化起到催化作用，让沥青焦加速氧化，造成骨料熳后焦掉渣、掉块：并且还能催化炭阳极与二氧化碳的反应速度，增加了阳极的消耗量。杂质元素钒对阳极的空气反应性影响