炭素阳极混捏工艺的改进研究

摘要

在铝用炭阳极生产流程中，混捏工艺对阳极的理化指标具有重要的影响。传统的混捏工艺是将不同粒级的干料(包括骨料和粉料)先混合并预热，再加入熔融沥青进行混捏，形成具有一定塑性的糊料。本文在传统混捏工艺的基础上创新研究了四种混捏模式(简称为A、B、C和D模式)，并将四种新型混捏模式与传统模式进行了系统比较，获得了如下研究结论。
　　 (1)采用相同的工艺条件和设备以及在相同的时间下，用A、B、C和D四种混捏模式制备的炭阳极综合物理性能和化学性能均优于用传统混捏模式制备的炭阳极。
　　 (2)比较A、B、C和D四种混捏模式可以发现，D模式(即先将沥青与部分球磨粉混合均匀后再与干骨料混捏，最后加入剩余的球磨粉混捏)具有最佳的混捏效果，采用该模式制备的炭阳极与采用A模式制备的炭阳极性能比较，其电阻率、热导率和热膨胀系数平均降低了3.49％、4.09％和11.04％，空气及CO2反应残留率平均提高1.6％以上;与采用C模式制备的炭阳极比较，体积密度、空气反应残留率和抗压强度分别平均提高0.58％、0.9％和3.59％，电阻率和热膨胀系数分别平均下降了3.95％和2.95％。
　　 (3)研究发现，球磨粉预混工艺明显优于超细粉预混工艺，机理推测的可能原因是:采用球磨粉预混工艺制备的炭阳极，其沥青带入的粉料能够在石油焦颗粒的空隙中形成具有一定级配的紧密堆积体，而采用超细粉预混工艺制备的炭阳极，在石油焦空隙中的充填体密实度不如前者，从而导致其物理化学性能的差别。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 炭阳极在电解铝生产铝中的作用

1．1．1 铝电解发展概况

1．1．2 炭阳极对铝电解生产的影响

1．1．3 炭阳极消耗过程分析

1．2 铝用炭阳极质量评述

1．2．1 炭阳极工业生产流程

1．2．2 炭阳极生产过程质量影响因素分析

1．2．3 混捏工艺过程比较分析

1．3 本论文研究的目的意义

第二章 实验思路及检测手段

2．1 引言

2．2 论文实验的整体思路

2．3 实验设备

2．4 炭阳极性能分析检测方法

2．4．1 物理性能指标检测

2．4．2 化学性能指标检测

第三章 炭阳极制备过程中混捏工艺的改进研究

3．1 概述

3．2 实验内容

3．2．1 原料来源以及指标检测结果

3．2．2 原料配方的选择

3．2．3 阳极制作流程及工艺参数

3．2．4 传统混捏与4种新型混捏工艺操作方法

3．3 新型混捏模式A的实验室研究

3．3．1 A混捏模式下制备炭阳极

3．3．2 不同沥青添加量制备炭阳极的性能

3．3．3 不同干料和沥青配方制得炭阳极的性能

3．4 新型混捏模式B的实验室研究

3．4．1 B混捏模式下制备炭阳极

3．4．2 B混捏模式制备炭阳极的性能

3．5 新型混捏模式C的实验室研究

3．5．1 C混捏模式下制备炭阳极

3．5．2 C混捏模式制备炭阳极的性能

3．6 新型混捏模式D的实验室研究

3．6．1 D混捏模式下制备炭阳极

3．6．2 D混捏模式制备炭阳极的性能

3．7 4种新型混捏模式的比较研究

3．7．1 实验设计

3．7．2 混捏模式B与混捏模式C的比较

3．7．3 混捏模式D与混捏模式A的比较

3．7．4 混捏模式D与混捏模式C的比较

3．8 本章小结

第四章：新型混捏模式的机理分析

4．1 概述

4．2 新型混捏模式A机理分析

4．3 新型混捏模式B机理分析

4．4 新型混捏模式C和D的机理分析

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的科研成果