[01347708]铝电解碳素阳极用抗氧化涂层技术

1、课题来源与背景 铝电解工业是我国国民经济支柱产业之一。电解铝年产能已突破2000万吨大关,稳坐世界第一。铝电解技术也已有了长足的进步,但是仍存在一些技术难题。铝电解碳素阳极的额外消耗,特别是氧化消耗就是困扰铝电解生产企业和碳素阳极生产企业的难题之一。针对这一难题,本项目在攻克抗氧化涂层涂料制造技术的基础上,以节碳和较少CO2排放为目的,在大型预焙铝电解槽的阳极应用抗氧化涂层技术。(广西科学研究与技术开发计划项目：铝电解碳素阳极抗氧化涂层技术的试验性工业应用（桂科攻0992001-1）。 2、技术原理及性能指标 在铝电解过程中,碳素阳极消耗是原铝生产成本的主要组成部分之一,约占总成本15％。铝电解碳素阳极的消耗包括电化学消耗,化学消耗和机械损耗3方面,其中布多尔反应和空气燃烧反应是碳素阳极过量消耗的主要原因,占预焙阳极的总碳耗的10％左右,本项目采用在碳素阳极表面涂覆抗氧化涂层,消除或者减小由于CO2和空气燃烧而引起的过量碳耗,使铝电解的预焙阳极碳耗减少,减小由于CO2和空气燃烧而引起的过量碳耗。 性能指标：制备的铝电解碳素阳极抗氧化涂层涂料性能指标如下：过渡层（底层）粘度：55 mPa·s,PH：值6.7,固含量：35％,色泽：灰色;阻挡层（中间层）粘度：130 mPa·s,PH：值6.0,固含量：45％,色泽：灰色;封填层（面层）粘度：40 mPa·s,PH：值5.5,固含量：55％,色泽：灰色。涂层技术在大型预焙槽上的工业应用结果：节碳19kg/t-Al。 3、技术的创造性与先进性 （1）根据铝电解的生产要求和碳素阳极的性状,研发出了对电解铝无污染,以水溶性无机—有机共混物为粘结剂的碳素阳极涂层涂料和具有“三明治”结构的抗氧化涂层。多层结构的涂层与碳素基体结合完好,封填效果佳,抗氧化能力强。 （2）形成了完善的抗氧化涂料制造技术,采用空气喷涂法在铝电解碳素阳极上进行抗氧化涂层施工。空气喷涂工艺设备简单、操作方便、涂装效果佳。 （3）完成了铝电解碳素阳极用抗氧化涂层技术在大型预焙铝电解槽上的应用,实现节碳19kg/t-Al,减少了温室气体的排放约70 kg/t-Al。 （4）项目取得了三项国家发明专利： ①铝电解用碳素阳极抗氧化方法、抗氧化层及其涂覆方法（ZL200410022671.4）; ②一种铝电解用碳素阳极抗氧化层及其涂覆方法（ZL200710050550.4）; ③铝电解用碳素阳极抗氧化层及其涂覆方法（ZL200710050551.9）。 项目鉴定委员会认为本项目研究内容属国内首创,在碳素阳极抗氧化涂层技术上,具有国内领先水平。 4、技术的成熟程度,适用范围和安全性 项目经过长期的试验,应用不影响铝电解企业的正常生产,只要在碳素阳极生产完成后,在表面涂覆抗氧化涂料,自然干燥后即可运往铝电解生产线,不论铝电解企业的碳耗处于何种水平,本项目技术均可在原有的基础上节约因高温氧化导致的碳素阳极消耗,因此可在全国铝电解企业推广。 5、应用情况及存在的问题 项目前期在广西来宾银海铝业有限责任公司铝电解生产线上试运行,取得了节碳19kg/t-Al的优异节碳效果,节约碳素阳极800吨。自2011年1月份开始,全面在生产线上使用了抗氧化涂层技术。应用结果表明,抗氧化涂层可以节约碳素阳极,不对铝电解生产和电解铝产生不良影响,到2012年2月止,采用该技术已经为公司节约碳素阳极4000吨,折合人民币1600万元。目前,本项目技术正在积极向更大的范围推广。