專利名稱：鋁電解用導向型陽極的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電化學技術領域，涉及一種可提高產量并降低能耗的鋁電 解用導向型陽極。
技術背景隨著現代鋁工業的迅速發展，鋁電解生產的規模也在逐漸地擴大。在鋁電 解的過程中，以溶解狀冰晶石為溶劑，以氧化鋁粉為溶質，以碳素材料為兩級， 通入強大的直流電，發生電化學反應，碳陽極既是電的導體，又參與電解化學 反應，碳陽極上產生二氧化碳氣體，陰極上產生鋁，其化學反應式為2AI203 (溶解的)+3C (w) —4AI (液)+3C02 (問)現有多數的陽極炭塊的底部為平面，電解過程中陽極炭塊底部產生的二氧化碳等氣體呈無序排放狀態且排出不暢，會導致以下方面的缺點(1) 影響電解槽的使用壽命，電解槽使用壽命是電解生產的一項主要指標， 經過對破損槽的檢査，因側部破損導致停槽的幾率較大，占破損停槽數量的40% 以上，經分析造成電解槽側部破損的原因主要是陽極底部產生的氣體的無序排 放，這是因為氣體無序排放時，氣體只能沿著陽極底部向四周排放，氣體帶動 電解質對側部的炭塊造成沖刷，側部炭塊早期破損，導致電解槽的側部爐幫難 以形成，這樣直接加大了被沖刷的電解液對電解槽內側面的磨損，使電解槽的 使甩壽命大大縮短。(2) 導致電耗的增加，在鋁電解生產過程中不斷產生陽極氣體，氣體在排出時是以氣泡的形式運動的，陽極氣泡屬于電的不良導體，氣體排放不暢時會 造成槽電壓的升高(極化壓降的一部分)，而且小氣泡聚集成大氣泡最終形成滯 留氣層，導致電解槽內電壓升高數倍，造成電能的浪費，而且破壞電解的芷常進行，降低電流效率，影響產量。(3)對環境帶來不利影響，當陽極底部氣體排放不暢時，氣泡聚集過多， 會導致效應增多，效應產生時會產生大量的碳氟化合物等有害氣體，加劇了溫 室效應的進程，為全球氣候變暖埋下了隱患，同時也污染了環境。在ZL200520112369.8公開了一種鋁電解用預焙炭陽極，在陽極炭塊底部開 有凹形通槽，由于是通槽，雖然氣體能夠及時排出，但是氣體排放帶動電解質 流動，電解質仍會對電解槽的內側面造成沖刷，影響電解槽的壽命，而且氧化 鋁粉從電解槽中間加入時，電解質不能對氧化鋁粉充分地混合，氧化鋁粉沉淀 的幾率較大，影響電解的效果。 實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種可提高產量并降低能耗的鋁電解用導向型 陽極，同時還可以延長電解槽的壽命和減少對環境的危害。為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案鋁電解用導向型陽極， 包括陽極炭塊，在陽極炭塊的底部設置至少一個導向槽，導向槽的一端封閉q所述導向槽為一傾斜槽，導向槽兩端的深度相差20 60mm，導向槽深度淺 的一端封閉。所述導向槽的深度由其開口端向封閉端逐漸減小。 所述導向槽在陽極炭塊的底部均勻分布。 所述導向槽開口端的深度為100 350mm。采用本實用新型的鋁電解用導向型陽極，在陽極炭塊的底部設置一端封閉 的導向槽，使電解質在導向槽的導向下流動，陽極炭塊安裝時使導向槽的封閉 端朝向電解槽的大面，開口端朝向電解槽的中縫方向，陽極炭塊底部產生的氣 體排放時先集中排向導向槽方向，然后從導向槽的開口端迅速排出，氣體的運 動產生的推力帶動電解質的運動，電解質先向導向槽內集中，陽極炭塊兩側的 電解質在導向槽相遇后，產生上涌然后從開口端涌出后向兩側運動，電解質到達電解槽內側面時的溫度降低，電解槽的內側面便于自然結晶快速形成爐幫， 隨著爐幫的形成，使電解槽內形成規整爐膛，大大延長電解槽的使用壽命，同 時爐膛的形成減少電解槽側部漏電的無用功，使電流集中于陰極以消耗過長的 伸腿，減少畸形爐膛所引起的鋁液、電解質波動，使流動場更加平穩規律，從 而提高電流效率，增加鋁液產量；另外氧化鋁粉加至電解槽的中間位置，電解 質在導向槽內涌出從中縫向上翻騰時，對下沉的氧化鋁粉形成向上的托力，延 長了.氧化鋁粉在電解質中的停留時間，使電解反應更加徹底，'降低了氧化鋁粉 沉入槽底形成沉淀從而造成反應不徹底的幾率，增加了產量；導向槽為傾斜槽， 并設置一定的深度差，是用于控制電解質的流動速度和力度，深度差大會導致 電解質流速過快，使電解質鋁液界面不清，效應增加，深度差小時電解質流速 過慢則使電解質向側部流動量加大，f致導向效果降低；氣體經過導向槽啟迅 速排出，消除了氣泡滯留現象，增加電流效率，使電解高效地進行，提高了鋁 產量，而且大大節約了電能，氣體迅速排出也減少了效應，有害氣體的產生大 大減少，保護了環境；本實用新型的鋁電解用導向型陽極，可使陽極炭塊底部 的氣體迅速排放，節約了電能，同時使電解質在導向槽的導向下流動，能夠使 氧化鋁粉在電解質中的停留時間增長，使電解更為徹底，而且減少了對電解槽 內側面的沖刷，使電解槽的內部形成規整爐膛，使電解槽的壽命大幅度延長， 氣體迅速排放，還使效應減少，由效應產生的碳氟化合物等有害氣氣體大量減 少，對保護生態環境有積極作用，具有較高的經濟效益和社會效益。現場實踐證明，本實用新型使用后，電解槽側部的爐膛明顯著增厚，電流 效率提高，單槽日產原鋁可增加40kg，以電解槽254臺計，日產量增加10.16 噸，每年多產原鋁3708.4噸，按噸鋁利潤2000元計算，每年增加效益741.7萬 元。由于效應系數、陽極過電壓降低，以及電流效率、產量的提高，噸鋁直流 電耗大幅下降，較原有陽極槽噸鋁節電82kwh，按年產12萬噸計，每年節電.984 萬kwh，以0.45元/kwh計算可節約資金442.8萬元。


圖1為本實用新型的結構示意圖； 圖2為本實用新型的側向剖視圖。
具體實施方式
實施例l:如圖l和圖2所示的鋁電解用導向型陽極，包括陽極炭塊l，陽 極炭塊l的底部均勻設置兩個傾斜的導向槽2，導向槽2深度淺的一端封閉，導 向槽2的深度由其開口端向封閉端逐漸減小，導向槽2的開口端的深度為a，導 向槽2深度淺的一端深度為b， a的值為100mm， a值大于b值20mm。該鋁電解用導向型陽極安裝使用時，陽極炭塊1的導向槽2的封閉端朝向 電解槽的大面，使電解質在導向槽2的導向下流動，.陽極炭塊1底部產生的氣 體排放時先集中排向導向槽2方向，然后從導向槽2的開口端迅速排出，氣體 的運動產生的推力帶動電解質的運動，.電解質先向導向槽2內集中，陽極炭塊l 兩側的電解質在導向槽2相遇后，產生上涌然后從開口端涌出后向兩側運動。實施例2:與實施例1的不同之處在于a的值為250mm， a值大于b值45mm。實施例3:與實施例1的不同之處在于a的值為350mm，a值大于b值60mm。
權利要求1、鋁電解用導向型陽極，包括陽極炭塊，其特征在于在陽極炭塊的底部設置至少一個導向槽，導向槽的一端封閉。
專利摘要本實用新型公開了一種鋁電解用導向型陽極，包括陽極炭塊，在陽極炭塊的底部設置至少一個導向槽，導向槽的一端封閉；陽極炭塊安裝時使導向槽的封閉端朝向電解槽的大面，開口端朝向電解槽的中縫方向；本實用新型的鋁電解用導向型陽極，可使陽極炭塊底部的氣體迅速排放，節約了電能，同時使電解質在導向槽的導向下流動，能夠使氧化鋁粉在電解質中的停留時間增長，使電解更為徹底，而且減少了對電解槽內側面的沖刷，使電解槽的內部形成規整爐膛，使電解槽的壽命大幅度延長，氣體迅速排放，還使效應減少，由效應產生的碳氟化合物等有害氣體大量減少，對保護生態環境有積極作用，具有較高的經濟效益和社會效益。
文檔編號C25C3/00GK201217699SQ20082007074
公開日2009年4月8日 申請日期2008年5月28日 優先權日2008年5月28日
發明者任宗順, 張軍峰, 李天山, 芮金鎖 申請人:河南中邁鋁業有限公司