一種鋁灰質(zhì)陽極鋼爪保護(hù)瓦及其制備方法
【專利摘要】一種鋁灰質(zhì)陽極鋼爪保護(hù)瓦及其制備方法，由電解鋁產(chǎn)生的鋁灰與石油焦、單質(zhì)硅粉和高嶺土混合后使用制瓦機(jī)壓制而成，其中，石油焦、單質(zhì)硅粉和高嶺土的重量分別為鋁灰重量的5-20%、0.5-3%和1-5%。本發(fā)明使用鋁灰代替碳素材料，大幅度提高了制成產(chǎn)品的強(qiáng)度，同時，由于所用的鋁灰屬于廢棄物的再利用，不僅可以大幅度降低生產(chǎn)成本，而且鋁灰是從電解池中扒出，以其為原料制成的保護(hù)瓦不會污染電解池中的鋁液。不僅如此，其中所含的單質(zhì)硅粉能夠大幅度強(qiáng)化產(chǎn)品的抗氧化性能，而高嶺土可以在原料進(jìn)行燒結(jié)過程中與鋁灰中的某些成分燒結(jié)成類似于陶瓷的結(jié)構(gòu)，從而大幅度提高產(chǎn)品的強(qiáng)度和抗沖刷性能。
【專利說明】一種鋁灰質(zhì)陽極鋼爪保護(hù)瓦及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到電解鋁領(lǐng)域的陽極鋼爪保護(hù)技術(shù)，具體的說是一種鋁灰質(zhì)陽極鋼爪保護(hù)瓦及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在鋁電解生產(chǎn)中所用的陽極需要定時更換，由于受到陽極制造技術(shù)和鋁電解生產(chǎn)技術(shù)的制約，陽極碳塊不能被完全消耗，更換出的殘余陽極高度一般為原有高度的三分之一，這大大提高了生產(chǎn)成本。為此，電解鋁企業(yè)一般采用陽極鋼爪保護(hù)環(huán)技術(shù)，它能充分利用陽極的有效高度，從而降低陽極碳塊的消耗和成本。
[0003]電解工藝對保護(hù)環(huán)有嚴(yán)格的要求:足夠的強(qiáng)度，使其免受電解質(zhì)的沖刷；足夠的抗氧化性和抗氣化能力，使其不易掉渣，不影響電解生產(chǎn)。現(xiàn)有技術(shù)中的陽極鋼爪保護(hù)環(huán)一般是采用碳材料制成，雖然其電阻率很低，但是其強(qiáng)度和抗氧化性均不高，從而導(dǎo)致其使用壽命很低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有的碳材料制成的陽極鋼爪保護(hù)環(huán)強(qiáng)度和抗氧化性能低造成的使用壽命短的問題，本發(fā)明提供了一種鋁灰質(zhì)陽極鋼爪保護(hù)瓦及其制備方法。 [0005]一種鋁灰質(zhì)陽極鋼爪保護(hù)瓦，由電解鋁產(chǎn)生的鋁灰與石油焦、單質(zhì)硅粉和高嶺土混合后使用制瓦機(jī)壓制而成，其中，石油焦、單質(zhì)硅粉和高嶺土的重量分別為鋁灰重量的5-20%、0.5-3%和 1-5%。
[0006]本發(fā)明的陽極鋼爪保護(hù)瓦中還可以含有鋁灰重量0.5-1.5%的松香。
[0007]不含松香的陽極鋼爪保護(hù)瓦的制備方法，包括以下步驟:
O分別取石油焦、單質(zhì)硅粉和高嶺土，并將上述原料和電解鋁產(chǎn)生的鋁灰均磨成100目以下，然后按照權(quán)利要求1所述的比例稱取鋁灰、石油焦、單質(zhì)硅粉和高嶺土，備用；
2)分別取步驟I)中稱量好的鋁灰、石油焦和高嶺土混合均勻，然后在1300-1500°C的溫度下煅燒l_3h，取出冷卻后再磨成100目以下的混合細(xì)粉，備用；
3)取步驟I)中稱量好的單質(zhì)硅粉與步驟2)中制備的混合細(xì)粉混合均勻，然后使用制瓦機(jī)壓制成所需要的保護(hù)瓦產(chǎn)品。
[0008]含有松香的陽極鋼爪保護(hù)瓦的制備方法，包括以下步驟:
1)分別取石油焦、單質(zhì)硅粉、高嶺土和松香，并將上述原料和電解鋁產(chǎn)生的鋁灰均磨成100目以下，然后按照權(quán)利要求2所述的比例稱取鋁灰、石油焦、單質(zhì)硅粉、高嶺土和松香，備用;
2)分別取步驟I)中稱量好的鋁灰、石油焦和高嶺土混合均勻，然后在1300-1500°C的溫度下煅燒l_3h，取出冷卻后再磨成100目以下的混合細(xì)粉，備用；
3)先將步驟I)中稱量好的松香熔化，然后將熔化后的松香與步驟I)中稱量好的單質(zhì)硅粉混合均勻后加入到步驟2)中制備的混合細(xì)粉中，再次混合均勻后，使用制瓦機(jī)壓制成所需要的保護(hù)瓦產(chǎn)品。
[0009]有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的陽極鋼爪保護(hù)環(huán)相比，具有以下優(yōu)點:
1、本發(fā)明使用鋁灰代替碳素材料，大幅度提高了制成產(chǎn)品的強(qiáng)度，同時，由于所用的鋁灰屬于廢棄物的再利用，不僅可以大幅度降低生產(chǎn)成本，而且鋁灰是從電解池中扒出，以其為原料制成的保護(hù)瓦不會污染電解池中的鋁液；
2、通過在其中混合石油焦，然后再煅燒，使得石油焦熟化，其導(dǎo)電性質(zhì)發(fā)生變化，熟化后的石油焦分布在產(chǎn)品中可以提高產(chǎn)品的導(dǎo)電性能；
3、通過在其中加入單質(zhì)硅粉，大幅度的提高了產(chǎn)品的抗氧化性能，而且其中所含有的高嶺土在高溫下可以和鋁灰中含有的某些成分燒結(jié)成類似陶瓷的結(jié)構(gòu)，大幅度提高產(chǎn)品的強(qiáng)度和抗沖刷性能；
4、本發(fā)明通過將松香與單質(zhì)硅粉混合后再用于制備產(chǎn)品，這樣使得在高溫環(huán)境下，產(chǎn)品內(nèi)部的單質(zhì)硅粉會更容易的向產(chǎn)品表面部分遷移，從而起到更好的抗氧化作用。 【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。
[0011]以下各實施例中所用到的鋁灰、單質(zhì)硅粉、高嶺土、石油焦以及松香都是工業(yè)生產(chǎn)中常用的材料。
[0012]實施例1
一種鋁灰質(zhì)陽極鋼爪保護(hù)瓦，由電解鋁產(chǎn)生的鋁灰與石油焦、單質(zhì)硅粉和高嶺土混合后使用制瓦機(jī)壓制而成，其中，石油焦、單質(zhì)硅粉和高嶺土的重量分別為鋁灰重量的5%、
0.5%和1%，其制備方法如下:
1)分別取石油焦、單質(zhì)硅粉和高嶺土，并將上述原料和電解鋁產(chǎn)生的鋁灰均磨成100目以下，然后按照石油焦、單質(zhì)硅粉和高嶺土的重量分別為鋁灰重量的5%、0.5%和1%的比例稱取招灰、石油焦、單質(zhì)娃粉和聞嶺土，備用；
2)然后取步驟I)中稱量好的鋁灰、石油焦和高嶺土混合均勻，在1300°C的溫度下煅燒lh，取出冷卻后再磨成100目以下的混合細(xì)粉，備用；
3)取步驟I)中稱量好的單質(zhì)硅粉與步驟2)中制備的混合細(xì)粉混合均勻，然后使用制瓦機(jī)壓制成所需要的保護(hù)瓦產(chǎn)品。
[0013]實施例2
一種鋁灰質(zhì)陽極鋼爪保護(hù)瓦，由電解鋁產(chǎn)生的鋁灰與石油焦、單質(zhì)硅粉和高嶺土混合后使用制瓦機(jī)壓制而成，其中，石油焦、單質(zhì)硅粉和高嶺土的重量分別為鋁灰重量的20%、3%和5%，其制備方法如下:
1)分別取石油焦、單質(zhì)硅粉和高嶺土，并將上述原料和電解鋁產(chǎn)生的鋁灰均磨成100目以下，然后按照石油焦、單質(zhì)硅粉和高嶺土的重量分別為鋁灰重量的20%、3%和5%的比例稱取招灰、石油焦、單質(zhì)娃粉和聞嶺土，備用；
2)然后取步驟I)中稱量好的鋁灰、石油焦和高嶺土混合均勻，在1500°C的溫度下煅燒3h，取出冷卻后再磨成100目以下的混合細(xì)粉，備用；
3)取步驟I)中稱量好的單質(zhì)硅粉與步驟2)中制備的混合細(xì)粉混合均勻，然后使用制瓦機(jī)壓制成所需要的保護(hù)瓦產(chǎn)品。[0014]實施例3
一種鋁灰質(zhì)陽極鋼爪保護(hù)瓦，由電解鋁產(chǎn)生的鋁灰與石油焦、單質(zhì)硅粉和高嶺土混合后使用制瓦機(jī)壓制而成，其中，石油焦、單質(zhì)硅粉和高嶺土的重量分別為鋁灰重量的13%、
1.8%和3%，其制備方法如下:
O分別取石油焦、單質(zhì)硅粉和高嶺土，并將上述原料和電解鋁產(chǎn)生的鋁灰均磨成100目以下，然后按照石油焦、單質(zhì)硅粉和高嶺土的重量分別為鋁灰重量的13%、1.8%和3%的比例稱取招灰、石油焦、單質(zhì)娃粉和聞嶺土，備用；
2)然后取步驟I)中稱量好的鋁灰、石油焦和高嶺土混合均勻，在1400°C的溫度下煅燒2h，取出冷卻后再磨成100目以下的混合細(xì)粉，備用；
3)取步驟I)中稱量好的單質(zhì)硅粉與步驟2)中制備的混合細(xì)粉混合均勻，然后使用制瓦機(jī)壓制成所需要的保護(hù)瓦產(chǎn)品。
[0015]實施例4
為了使單質(zhì)硅粉與混合細(xì)粉混合的更加均勻致密，以及更好的使單質(zhì)硅粉起到防氧化的目的，可以在步驟3)中可以加入松香；
含有松香的陽極鋼爪保護(hù)瓦的制備方法如下:
1)分別取石油焦、單質(zhì)硅粉、高嶺土和松香，并將上述原料和電解鋁產(chǎn)生的鋁灰均磨成100目以下，然后按照石油焦、單質(zhì)硅粉、高嶺土和松香的重量分別為鋁灰重量的5-20%、
0.5-3%、1-5%和0.5-1.5%的比例稱取鋁灰、石油焦、單質(zhì)硅粉、高嶺土和松香，備用；
2)取步驟I)中稱量好的鋁灰、石油焦和高嶺土混合均勻，然后在1300-1500°C的溫度下煅燒l_3h，取出冷卻后再磨成100目以下的混合細(xì)粉，備用；
3)先將步驟I)中稱量好的松香熔化，然后將熔化后的松香與步驟I)中稱量好的單質(zhì)硅粉混合均勻后加入到步驟2)中制備的混合細(xì)粉中，再次混合均勻后，使用制瓦機(jī)壓制成所需要的保護(hù)瓦產(chǎn)品。
【權(quán)利要求】
1.一種鋁灰質(zhì)陽極鋼爪保護(hù)瓦，其特征在于:由電解鋁產(chǎn)生的鋁灰與石油焦、單質(zhì)硅粉和高嶺土混合后使用制瓦機(jī)壓制而成，其中，石油焦、單質(zhì)硅粉和高嶺土的重量分別為鋁灰重量的 5-20%、0.5-3% 和 1-5%。
2.如權(quán)利要求1所述的一種鋁灰質(zhì)陽極鋼爪保護(hù)瓦，其特征在于:還含有鋁灰重量0.5-1.5%的松香。
3.如權(quán)利要求1所述的一種鋁灰質(zhì)陽極鋼爪保護(hù)瓦的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)分別取石油焦、單質(zhì)硅粉和高嶺土，并將上述原料和電解鋁產(chǎn)生的鋁灰均磨成100目以下，然后按照權(quán)利要求1所述的比例稱取鋁灰、石油焦、單質(zhì)硅粉和高嶺土，備用； 2)分別取步驟I)中稱量好的鋁灰、石油焦和高嶺土混合均勻，然后在1300-1500°C的溫度下煅燒l_3h，取出冷卻后再磨成100目以下的混合細(xì)粉，備用； 3)取步驟I)中稱量好的單質(zhì)硅粉與步驟2)中制備的混合細(xì)粉混合均勻，然后使用制瓦機(jī)壓制成所需要的保護(hù)瓦產(chǎn)品。
4.如權(quán)利要求2所述的一種鋁灰質(zhì)陽極鋼爪保護(hù)瓦的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)分別取石油焦、單質(zhì)硅粉、高嶺土和松香，并將上述原料和電解鋁產(chǎn)生的鋁灰均磨成100目以下，然后按照權(quán)利要求2所述的比例稱取鋁灰、石油焦、單質(zhì)硅粉、高嶺土和松香，備用; 2)分別取步驟I)中稱量好的鋁灰、石油焦和高嶺土混合均勻，然后在1300-1500°C的溫度下煅燒l_3h，取出冷卻后再磨成100目以下的混合細(xì)粉，備用； 3)先將步驟I)中稱量好的松香熔化，然后將熔化后的松香與步驟I)中稱量好的單質(zhì)硅粉混合均勻后加入到步驟2)中制備的混合細(xì)粉中，再次混合均勻后，使用制瓦機(jī)壓制成所需要的保護(hù)瓦產(chǎn)品。
【文檔編號】C25C3/12GK103789794SQ201410017089
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月15日
【發(fā)明者】王會智 申請人:王會智