泄流式TiB/C阴极铝电解槽试验研究

摘要

我国铝电解的发展，应该基于降低能耗、提高效率、增长槽寿命和完善自动化控制等手段来实现降低铝成本、增强在国际市场的竞争力的目的。泄流式电解槽作为一种新型槽，可以实现上述目标，但在我国电解铝厂还没有出现，主要是由于国内缺乏这方面的研究。 为了使我国铝工业能更早地开发成功新型的泄流式TiB2/C阴极电解槽炼铝技术，并为此奠定理论基础和提供电解槽结构设计的依据，本文这几方面的研究工作：泄流式铝电解槽阴极复合碳块所需的TiB2的制备方法与技术研究；泄流式槽阴极周围耐火材料的制备及其抗电解质腐蚀性能的研究；利用以前研制成功的用振动成型法技术制取TiB2/C阴极；对1350A泄流式TiB2/C阴极电解槽的进行连续100小时电解试验及研究。 通过这些研究，得到如下研究成果与结论：得出碳热还原TiO2和B2O3生成TiB2反应的吉布斯与温度直线关系△GT

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第一章前言

1.1铝电解概述

1.2未来国际铝工业的发展趋势及技术动态

1.3泄流式TIB2/C阴极铝电解槽

1.4本试验研究的内容

第二章碳热还原法制备TIB2

2.1前言

2.2碳热还原法制取TIB2的反应温度的计算

2.3碳热还原法制取TIB2的试验研究

2.3.1原料与配料

2.3.2在石墨化炉炉芯上部的高温区制取TiB2的方法和装置

2.3.3实验结果

2.3.4泄流式铝电解槽TiB2/C阴极对TiB2材料的质量要求

2.3.5产品TiB2中TiB2与组份定量分析

2.3.6产品中TiB2和C的化学分析结果

2.4本章小结

第三章泄流式铝电解槽阴极抗腐蚀耐火材料的研究

3.1阴极周围抗腐蚀耐火材料对电解槽寿命的重要性

3.2捣固耐火混凝土材料的制备

3.2.1原料

3.2.2制备方法

3.3制品理化性质的测定

3.3.1密度

3.3.2耐火混凝土含水和失重的测试

3.3.3新型高抗腐蚀捣固耐火混凝土热膨胀性的测定

3.3.4抗腐蚀性能试验

3.4小结

第四章半工业试验规模TIB2/C阴极泄流式铝电解槽的电解试验

4.1电解槽的结构设计与制作

4.2阳极制作

4.3阴极的制作

4.3.1 TiB2/C阴极碳块的技术特征

4.3.2泄流式TiB2/C复合材料阴极的制作方法

4.4泄流式电解槽的砌筑

4.5泄流式电解槽的供电

4.6电解槽的焙烧

4.6.1铝电解槽的焙烧方法的选择

4.6.2焙烧前的准备

4.6.3电解槽的通电焙烧

4.7泄流式电解槽的启动

4.7.1铝电解槽启动方法的选择

4.7.2泄流式铝电解槽的干法启动

4.8泄流式电解槽的正常电解时的技术条件与工艺操作

4.9电解试验结果及讨论

4.9.1试验电解槽的电流效率

4.9.2槽电压噪音

4.9.3 TiB2/C阴极的寿命

4.9.4在电解过程中TiB2/C阴极表面的微观观察

4.10小结

第五章结论

5.1结论

5.2本研究的主要创新点

5.3展望与建议

参考文献

致谢