發(fā)布時(shí)間：2020-11-16 01:43

　　 炭陽(yáng)極作為鋁電解槽的核心部件,其質(zhì)量直接影響到電解槽的正常生產(chǎn)和各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。針對(duì)我國(guó)鋁用炭陽(yáng)極在空氣/CO2中抗氧化反應(yīng)性能差、炭耗高的問(wèn)題,通過(guò)加入合適的添加劑來(lái)改善其反應(yīng)性是切實(shí)可行的途徑,解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵是找出合適的添加劑。本文嘗試用含鈦添加劑直接電解制備鋁合金,本論文選定了碳酸鎳和二氧化鈦?zhàn)鳛樘筷?yáng)極的添加劑,研究了添加劑對(duì)炭陽(yáng)極反應(yīng)性影響的規(guī)律,研究了添加劑對(duì)炭陽(yáng)極和瀝青焦微觀結(jié)構(gòu)的影響,也進(jìn)行了添加劑對(duì)瀝青熱解過(guò)程的影響研究,嘗試了針對(duì)含鈦添加劑炭陽(yáng)極電解制備鋁鈦合金的可行性研究,可拓寬添加劑的選擇思路和范圍。研究成果如下:(1)制備出不同碳酸鎳含量添加劑的炭陽(yáng)極,對(duì)CO2/空氣中的殘余率和粉化率進(jìn)行測(cè)定,用XRD對(duì)炭陽(yáng)極和瀝青焦進(jìn)行檢測(cè),用TG-DTG法對(duì)瀝青熱解結(jié)焦過(guò)程進(jìn)行了測(cè)定。結(jié)果表明:碳酸鎳對(duì)炭陽(yáng)極反應(yīng)性影響顯著,碳酸鎳添加量小幅提高,可提高炭陽(yáng)極體積密度,也可顯著改善炭陽(yáng)極在CO2和空氣中的殘余率和粉化率;碳酸鎳添加細(xì)化了炭陽(yáng)極和瀝青焦的微晶粒度;碳酸鎳加入瀝青的熱解過(guò)程表觀活化能增大,為52.964 KJ/mol,瀝青產(chǎn)焦率大幅增加。(2)制備出不同含量的含鈦添加劑炭陽(yáng)極,含鈦添加劑可顯著改善炭陽(yáng)極在CO2和空氣中的殘余率和粉化率;在含鈦添加劑含量為1.5%時(shí),CO2殘余率急劇增加,增幅17.92%;當(dāng)含鈦添加劑含量為1.5%時(shí),在空氣中的殘余率從空白樣的51.87%可達(dá)68.39%;含鈦添加劑添加細(xì)化了炭陽(yáng)極的微晶粒度;在添加量為1.5%時(shí),含鈦添加劑加入瀝青的熱解過(guò)程表觀活化能可達(dá)56.405 KJ/mol,瀝青產(chǎn)焦率為50.5%。(3)隨著電解的進(jìn)行,含鈦炭陽(yáng)極電解電壓波動(dòng),且有逐漸增大的趨勢(shì);含鈦炭陽(yáng)極下部消耗成圓弧狀,有電解質(zhì)粘接,電解質(zhì)進(jìn)入炭陽(yáng)極表層區(qū)域;使用含鈦炭陽(yáng)極制備出了鋁鈦合金,鈦元素存在偏析的現(xiàn)象,富鈦物相出現(xiàn)出棒狀形態(tài),電解鋁中有未電解的Al2O3顆粒殘留;結(jié)果表明,通過(guò)制備含鈦炭陽(yáng)極電解鋁鈦合金是可行的。
【學(xué)位單位】：貴州師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TF821
【部分圖文】：

業(yè)概況色金屬中產(chǎn)量居于第一位[1]�，F(xiàn)代鋁工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程可化鋁電解過(guò)程。鋁土礦制備氧化鋁工藝，將磨細(xì)后鋁高壓下溶出其中氧化鋁，并且經(jīng)過(guò)一系列的沉降、洗原料。將無(wú)水氧化鋁溶解在冰晶石電解體系中進(jìn)行電[2]。目前唯一的可以工業(yè)生產(chǎn)鋁的方法是霍爾-埃魯，通過(guò)電解來(lái)制備鋁成品。電解法電解過(guò)程如下圖（1-1）所示，在反應(yīng)槽中炭陽(yáng)回路，電流從陽(yáng)極進(jìn)入到熔有氧化鋁的熔融冰晶石電成鋁單質(zhì)沉積在炭陰極上方的鋁液中。其中炭陽(yáng)極作了二氧化碳?xì)怏w�？偟姆磻�(yīng)方程為（1-1）：2()34()3()232Al Os C All COg

Fig.1-2 Anode production process煅燒將原料在隔絕空氣的條件下，放入高溫環(huán)境下進(jìn)行熱處理。煅發(fā)分，改善原料的抗震性、密度、機(jī)械強(qiáng)度等物理?xiàng)l件。我國(guó)轉(zhuǎn)窯和罐式煅燒爐兩種設(shè)備�；剞D(zhuǎn)窯投資少，規(guī)模大、自動(dòng)化點(diǎn)[17]。破碎和篩分是將煅燒后的石油焦進(jìn)行機(jī)械處理破碎后，按照配方比例篩分料存儲(chǔ)起來(lái)的過(guò)程。破碎過(guò)程使用的破碎機(jī)。磨粉通常使用的混料程要根據(jù)陽(yáng)極配方。根據(jù)配方將原料按照產(chǎn)品性能的需求，按摻混在一起�；炷�

圖 2-2 RDC161 混捏成型機(jī)Fig.2-2 The kneading and molding machine of RDC161過(guò)程捏攪拌均勻后，稱取 360 克糊料，在 RDC161 混捏成型直徑約 50mm、高約 110mm 的圓柱體樣品。過(guò)程塊放入 RDC166 焙燒爐，如圖 2-3 所示。在填充焦隔絕，焙燒溫度為 1150℃，升溫曲線如圖 2-4 所示。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2885471