炭陽極作為鋁電解槽的核心部件,其質量直接影響到電解槽的正常生產和各項技術經濟指標。針對我國鋁用炭陽極在空氣/CO2中抗氧化反應性能差、炭耗高的問題,通過加入合適的添加劑來改善其反應性是切實可行的途徑,解決這一問題的關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作為炭陽極的添加劑,研究了添加劑對炭陽極反應性影響的規(guī)律,研究了添加劑對炭陽極和瀝青焦微觀結構的影響,也進行了添加劑對瀝青熱解過程的影響研究,嘗試了針對含鈦添加劑炭陽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極,對CO2/空氣中的殘余率和粉化率進行測定,用XRD對炭陽極和瀝青焦進行檢測,用TG-DTG法對瀝青熱解結焦過程進行了測定。結果表明:碳酸鎳對炭陽極反應性影響顯著,碳酸鎳添加量小幅提高,可提高炭陽極體積密度,也可顯著改善炭陽極在CO2和空氣中的殘余率和粉化率;碳酸鎳添加細化了炭陽極和瀝青焦的微晶粒度;碳酸鎳加入瀝青的熱解過程表觀活化能增大,為52.964 KJ/mol,瀝青產焦率大幅增加。(2)制備出不同含量的含鈦添加劑炭陽極,含鈦添加劑可顯著改善炭陽極在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,CO2殘余率急劇增加,增幅17.92%;當含鈦添加劑含量為1.5%時,在空氣中的殘余率從空白樣的51.87%可達68.39%;含鈦添加劑添加細化了炭陽極的微晶粒度;在添加量為1.5%時,含鈦添加劑加入瀝青的熱解過程表觀活化能可達56.405 KJ/mol,瀝青產焦率為50.5%。(3)隨著電解的進行,含鈦炭陽極電解電壓波動,且有逐漸增大的趨勢;含鈦炭陽極下部消耗成圓弧狀,有電解質粘接,電解質進入炭陽極表層區(qū)域;使用含鈦炭陽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;結果表明,通過制備含鈦炭陽極電解鋁鈦合金是可行的。
【學位單位】：貴州師范大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：TF821
【部分圖文】：

業(yè)概況色金屬中產量居于第一位[1]。現(xiàn)代鋁工業(yè)生產過程可化鋁電解過程。鋁土礦制備氧化鋁工藝，將磨細后鋁高壓下溶出其中氧化鋁，并且經過一系列的沉降、洗原料。將無水氧化鋁溶解在冰晶石電解體系中進行電[2]。目前唯一的可以工業(yè)生產鋁的方法是霍爾-埃魯，通過電解來制備鋁成品。電解法電解過程如下圖（1-1）所示，在反應槽中炭陽回路，電流從陽極進入到熔有氧化鋁的熔融冰晶石電成鋁單質沉積在炭陰極上方的鋁液中。其中炭陽極作了二氧化碳氣體�？偟姆磻匠虨椋�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)境下進行熱處理。煅發(fā)分，改善原料的抗震性、密度、機械強度等物理條件。我國轉窯和罐式煅燒爐兩種設備�；剞D窯投資少，規(guī)模大、自動化點[17]。破碎和篩分是將煅燒后的石油焦進行機械處理破碎后，按照配方比例篩分料存儲起來的過程。破碎過程使用的破碎機。磨粉通常使用的混料程要根據陽極配方。根據配方將原料按照產品性能的需求，按摻混在一起�；炷�

圖 2-2 RDC161 混捏成型機Fig.2-2 The kneading and molding machine of RDC161過程捏攪拌均勻后，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】

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本文編號：2885471