以石油焦為著力點提升鋁用陽極質(zhì)量策略獲獎科研報告

以石油焦為著力點，提升鋁用陽極質(zhì)量策略獲獎科研報告摘

要：石油焦在工業(yè)生產(chǎn)中主要應(yīng)用于以下三個方面：第一方面，用于電解鋁的預(yù)焙陽極和陽極糊。第二方面，用于碳素行業(yè)，生產(chǎn)增碳劑。第三方面，煅燒生焦，除石油焦揮發(fā)分，減少氫含量，用于制作石墨電極。本文探討的是利用石油焦提升鋁用陽極的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：石油焦;鋁用陽極;有效策略

鋁用陽極在電解鋁中不僅可以應(yīng)用于導(dǎo)電，而且參與具體化學(xué)反應(yīng)中，并在鋁電解的過程中，占據(jù)25%的電能消耗。由此可見鋁用陽極在鋁電解過程中的重要作用。鋁用陽極的重要生產(chǎn)原料是石油焦。石油焦的好壞在很大程度上決定鋁用陽極質(zhì)量的好壞。本文從石油焦與鋁用陽極的關(guān)系入手，分析兩者的關(guān)系以及提升鋁用陽極質(zhì)量的生產(chǎn)策略。

一、石油焦與鋁用陽極質(zhì)量的關(guān)系

（1）煅后焦的溫度與鋁用陽極生產(chǎn)的關(guān)系

石油焦是鋁用陽極的重要原材料。石油焦的電阻率會直接影響鋁用陽極的電阻率。值得注意的是相關(guān)操作人員應(yīng)注重煅燒后石油焦的電阻率，進而為提升鋁用陽極的制作質(zhì)量打下良好的基礎(chǔ)。在實際的生產(chǎn)過程中，不同的石油焦具有不同的焦子粒級，而焦子粒級的不同也是影響電阻率的重要因素之一。因而在實際的煅燒石油焦的過程中，操作人員應(yīng)從石油焦的焦子粒級出發(fā)，并充分結(jié)合當(dāng)時的生產(chǎn)條件，合理煅燒。通過大量的實驗得知，1300攝氏度是最佳的煅燒溫度，在此溫度下產(chǎn)生的煅后焦，其各個指標(biāo)相對穩(wěn)定，這也可以反映出，此溫度下的煅后焦在物理特性和化學(xué)特性方面相對穩(wěn)定，因而更加適宜制作鋁用陽極。

（2）焦中微量元素對鋁用陽極反應(yīng)的影響

上文提到鋁用陽極的消耗占整個鋁電解消耗量的25%，在電解鋁的過程中發(fā)揮著重要作用。引起鋁用陽極消耗量如此大的原因不僅包括陽極與空氣的反應(yīng)，而且還與二氧化碳的反應(yīng)。影響鋁用陽極以上反應(yīng)效果的原因，除了客觀情況之外，與陽極的溫度、陽極的雜質(zhì)含量以及生產(chǎn)陽極所用的煅后焦的孔度密切相關(guān)。進一步延伸，我們會發(fā)現(xiàn)煅后焦是決定鋁用陽極消耗嚴(yán)重的最終原因，而其中起著重要因素的是煅后焦的孔隙度、密度。除此之外，通過大量的實踐和實驗，我們發(fā)現(xiàn)真正影響陽極與空氣和二氧化碳的反應(yīng)效果的是煅后焦中的微量元素構(gòu)成，而其中的鐵、鈉以及釩、鎳等微量元素可以加速陽極與空氣和二氧化碳的反應(yīng)效果。

（3）巧用元素配制，控制灰分含量，完善陽極反應(yīng)

在生產(chǎn)中，陽極常常出現(xiàn)掉渣快，消耗快的現(xiàn)象，甚至還會有融化的鋼爪。這些現(xiàn)象會嚴(yán)重影響電解鋁的品質(zhì)。造成這種現(xiàn)象的原因是因為石油焦中有大量的微量元素，正如上文提到的鐵、鈉以及釩、鎳等微量元素，它們在實際電解鋁的過程中，會選擇性地發(fā)生氧化，從而造成以上的這些現(xiàn)象。石油焦的微量元素主要來源于以下兩個方面：第一方面，石油焦本身具有微量元素。第二方面，在煅燒石油焦的過程中，會有很多的微量元素會融入到石油焦中，比如，生產(chǎn)設(shè)備中的鐵屑等等。據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)，石油焦的這些微量元素是不能被徹底消除的，只有通過調(diào)配不同品質(zhì)的原料，從而合理控制石油焦中的各種微量元素的配比，實現(xiàn)有效控制鋁用陽極反應(yīng)的目的。

二、靈活調(diào)整石油焦配比，滿足陽極生產(chǎn)需求的有效策略

（1）購進焦中微量元素分析儀器，提升配比科學(xué)性

工廠可以購進石油焦微量元素分析儀，從而對石油焦中的微量元素進行全面分析，讓操作工可以根據(jù)石油焦微量元素分析儀上的數(shù)據(jù)，靈活地調(diào)整不同品質(zhì)的原料配比。與此同時，操作人員可以分別測量生產(chǎn)前的石油焦中的各個微量元素含量以及煅后焦的微量元素含量，從客觀地生產(chǎn)情況出發(fā)，找出引起石油焦微量元素增加的具體原因，制定具體的解決策略，讓整個煅后焦的微量元素的配比以及生產(chǎn)更為科學(xué)。

（2）以生市場需求為著力點，增強陽極指標(biāo)穩(wěn)定性

通過對市場的調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)各個生產(chǎn)廠家對石油焦中的微量元素具有不同的要求，因而廠家和相關(guān)的操作人員，可以構(gòu)建相應(yīng)的原料統(tǒng)計數(shù)據(jù)表。與此同時，操作人員可以根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表，靈活地采用多種存放和加工方式。比如，操作人員可以根據(jù)具體的市場需要，對石油焦進行分類整理，特別注明雜質(zhì)高和微量元素高的石油焦，從而針對性使用。與此同時，操作工應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的生產(chǎn)廠家要求，運用分類的石油焦進行生產(chǎn)，并合理地控制煅燒爐的溫度，優(yōu)化原料的配比，讓生產(chǎn)的鋁用陽極更具有穩(wěn)定性，提升石油焦的使用效率。

（3）以煅后焦指標(biāo)為切入點，完善陽極物理的特性

因為每個廠家對于斷后焦的指標(biāo)不同，因而操作工在生產(chǎn)煅后焦的過程中，可以根據(jù)實際情況適時地摻入殘極或是生碎，從而進一步改變斷后焦的物理特性，增強煅后焦的耐壓強度、密度和體積，從而生產(chǎn)出具有物理穩(wěn)定性的煅后焦，提升鋁用陽極的質(zhì)量，滿足廠家的生產(chǎn)