收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

铝电解节能节炭的深层研究

赖延清  
【摘要】: 本文针对铝电解工业中,电能消耗高和炭素阳极消耗大的突出问题,以铝电解节能、节炭、降低生产成本为主要目的,在“973”项目及我校与挪威科技大学国际合作项目的资助下,用改进的断电流技术,对炭素阳极的电化学活性和空气/CO_2反应活性进行了广泛深入的研究,研究了沥青含量、残极添加量、阳极焙烧温度、AlF_3掺杂、复合氧化物掺杂、电解质成分、炭渣、金属Al及CO等因素对阳极过电位的影响,在此基础上对铝电解阳极过程机理进行了初步探讨;采用等温热重法、TG和XRD,研究了多种含铝添加剂(Al、AlF_3、Al_4C_3和Al_2O_3)对炭素阳极空气/CO_2反应活性的影响和相关过程的物理化学变化等,从结构与化学两方面解释了含铝添加剂对炭素阳极空气/CO_2反应活性的影响机理。获得的主要结果如下: 1)改进了断电流技术。多次测量标准偏差仅有0.011V,可得到较前人更准确、可靠、重现的结果,为铝电解炭素阳极电化学活性的表征及其阳极过程的研究提供了可靠的试验研究手段, 也可广泛地应用于其它高温熔盐体系的电化学研究。该方法已成为国内外高温熔盐电极过程研究的重要手段,得到了国际上同行专家的肯定和采用,如国际著名的铝电解基础理论研究专家、拂威科技大学的Thonstad教授曾多次委托我方对他们制备的阳极试样进行阳极过电位测试。 2)发现了工业预焙阳极制备过程中若干降低阳极过电位的因素。残极的添加、沥青量的提高及高温焙烧时S的脱除均可降低阳极过电位。 3)发现多种阳极添加剂可降低阳极过电位。AlF_3、Al-Mg复合氧化物(浸渍法掺杂)均可降低炭素阳极过电位,且Al_2O_3/MgO配比越接近于MgAl_2O_4计量,越有利于降低炭素阳极过电位,提高焙烧温度对电催化活性不利;机械掺杂MgAl_2O_4也具有电催化活性,1A/cm~2下,与空白阳极比较,970℃和1200℃下焙烧的MgAl_2O_4掺杂阳极过电位分别降低了63mV和28mV。 4)发现炭渣、金属Al和CO都会提高阳极过电位,MgAl_2O_4掺杂可提高阳极抗CO影响的能力。炭渣和金属Al与阳极气体CO_2反应后生成CO,CO易于吸附在阳极表面,阻止阳极反应的进行,提高阳极过电位。 5)发现炭素阳极过电位随电解质中CaF_2和AlF_3的添加而提高。其原因可能是CaF_2和AlF_3增大了电解质对炭素阳极的润湿角,提高了阳极真实电流密度,从而提高阳极过电位。 摘要-11- 6)发现多种含铝添加剂可降低炭素阳极在450℃下的空气反应活性和 970℃下的CO。反应活性,且随着添加剂含量的变化出现最小活性值,但是 各种添加剂都提高了阳极在550℃下的空气反应活性。 7)发现含铝添加剂对炭素阳极空气汇。反应活性的影响是“结构因素” 与上化学因素”共同作用的结果。含铝添加剂可降低沥青热解过程的表观 活化能,催化其热解反应,提高了沥青的产焦率,有利于降低炭素阳极的 空气/CO;反应活性;在沥青的炭化过程中,通过A!4C3或A卜C中间化合物 的不断“化合-分解”,催化了沥穹豹炭化过程,提高了沥青焦的炭化程度, 有利于降低沥青结焦和炭素阳极艾生气汇0。反应活性:含铝添加剂经焙烧 后,产生了 a-A!。O。,残留干试样一,催化炭素材料的氧化反应,提高了 i))j 青结焦和炭素阳极的反应活性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李元峰,李德坤;炭素阳极配料过程计算机监控系统[J];轻金属;2000年06期
2 傅世叶;计算机控制铝电解节能综述[J];节能技术;1995年01期
3 衡少亭,陈鄞;我国炭素阳极焙烧烟气的几种净化方法[J];有色金属;2004年04期
4 薛铁鹏;含铝添加剂对炭素阳极空气/CO_2反应活性的影响[J];矿产保护与利用;2004年03期
5 侯光辉;邱仕麟;柴登鹏;;浅议铝电解工业的节能减排[J];轻金属;2010年08期
6 赖延清,刘业翔;电解铝炭素阳极消耗研究评述[J];轻金属;2002年08期
7 袁钛;;铝电解节能浅析[J];云南冶金;1991年02期
8 闫太网;;高残极配比在炭素阳极生产中的应用[J];中国有色冶金;2011年01期
9 张虎;;铝电解节能减排探讨[J];轻金属;2011年04期
10 曾善林;田素芳;;炭素阳极CO_2反应性能测试研究[J];有色金属(冶炼部分);1989年02期
11 柏登成;细颗粒炭素阳极配方的应用试验[J];轻金属;2005年10期
12 王莉;周新东;;铝用炭素阳极煅烧过程实时专家控制系统[J];矿冶工程;2007年05期
13 程勇;;煅烧回转窑烟气余热利用的技术经济分析[J];中国有色冶金;2009年04期
14 邓文雄;刘丽;;SLC500控制器在炭阳极煅烧控制中的应用[J];中国有色金属;2008年12期
15 郝杰;代霖;宋伟刚;;焙烧烟气净化酸碱平衡测控系统的开发与应用[J];中国有色冶金;2009年06期
16 林萍;张峰;张艳伟;李庆余;王红强;;铝电解用炭素阳极抗氧化涂层的性能研究[J];应用化工;2011年01期
17 钟卫林;铝电解节能技术综述[J];有色冶金节能;1996年04期
18 赵爽;;如何组建或管理炭素厂[J];炭素技术;2008年03期
19 Е.А.Жемчужина;А.И.Беляев;В.А.Сажина;戴建宇;;阳极糊的组成在电解冰晶石氧化铝熔体时对阳极稳定性的影响[J];轻金属;1965年04期
20 高宏权;李庆余;王红强;覃雯;;电解铝炭素阳极用氧化铝溶胶抗氧化复合涂层[J];轻金属;2006年07期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 李积良;时国庆;;浅析铝电解生产过程节能减排途径与措施[A];有色金属工业科技创新——中国有色金属学会第七届学术年会论文集[C];2008年
2 余树良;;铝电解用阳极优化技术探讨[A];2009(重庆)中西部第二届有色金属工业发展论坛论文集[C];2009年
3 阎太网;;高残极配方在炭素阳极生产中的应用[A];有色金属工业科学发展——中国有色金属学会第八届学术年会论文集[C];2010年
4 李旺兴;;铝电解温室气体排放现状与削减对策分析[A];有色金属工业低碳发展——全国有色金属工业低碳经济及冶炼废气减排学术研讨会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 赖延清;铝电解节能节炭的深层研究[D];中南大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 朱永松;添加剂对铝用炭素阳极的催化活性研究[D];中南大学;2004年
2 吴智明;铝电解炭素阳极电化学活性研究[D];中南大学;2004年
3 袁丰伟;环式焙烧炉控制系统设计与研究[D];兰州理工大学;2007年
4 刘冬喜;铝电解节能、工艺条件优化实践[D];兰州理工大学;2006年
5 欧涛;炭素阳极成型计算机集成控制系统研究[D];东北大学;2008年
6 吴胜辉;炭素阳极混捏工艺的改进研究[D];中南大学;2012年
7 邓松云;球磨粉对铝用炭阳极性能的影响研究[D];中南大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 于志刚 李伟东;云南铝业四年索赔终获成功[N];中国国门时报;2004年
2 记者 马忠良 通讯员 庞成明;民和投资规模最大的工业项目开建[N];青海日报;2009年
3 记者 傅小冰;质量不合格 海外讨说法[N];中国质量报;2004年
4 本报记者 吴玮;价格飙升 内忧外患难题待解[N];中国工业报;2011年
5 肖明;没有创新就不可能领先[N];中国有色金属报;2011年
6 本报记者 吕学先;向产业高地迈进[N];内蒙古日报(汉);2010年
7 本报记者 何沙洲 特约记者 刘海山;云铝获得日商600余万日元赔偿[N];经理日报;2004年
8 郭娜;包铝:挑战危机 重塑辉煌[N];中国企业报;2010年
9 封云聪;2003年度有色金属工业(部级)优质工程揭晓[N];中国有色金属报;2004年
10 ;展示创新成果 再现有色风采[N];中国有色金属报;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978