具保溫結(jié)構(gòu)的鋁電解槽制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種具保溫結(jié)構(gòu)的鋁電解槽。該鋁電解槽采用耐高溫、輕質(zhì)、塊狀、保溫效果更好的異型保溫材料板，覆蓋在陽(yáng)極炭塊的上部和陽(yáng)極炭塊與槽沿板之間，代替了傳統(tǒng)的使用氧化鋁及電解質(zhì)粉末進(jìn)行槽上部保溫的方式。本發(fā)明專利技術(shù)的保溫效果更好，可明顯的減少電解槽的熱損失，降低電解槽的工作電壓，降低噸鋁直流電耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)該實(shí)用新型專利技術(shù)克服了傳統(tǒng)保溫方法工作量巨大、影響電解槽穩(wěn)定工作、環(huán)境污染嚴(yán)重的突出問題。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及有色冶金的熔鹽電解
，具體涉及一種具保溫結(jié)構(gòu)的鋁電解槽。
技術(shù)介紹
霍爾一埃魯特冰晶石熔鹽電解煉鋁法自1888年誕生以來(lái)，一直是工業(yè)上大規(guī)模煉鋁的唯一方法，但是電能利用率不足50%，是當(dāng)前該生產(chǎn)技術(shù)的重大缺陷?，F(xiàn)階段，供電系統(tǒng)的損耗一般占電耗的5%左右，供給分解氧化鋁等必需的能量(即理論能耗，理論能耗是必須的),約占全部能耗的44. 7%;熱損失能耗約占50. 3%0而電耗一般占噸鋁成本的30 40%。所以，未來(lái)鋁電解要節(jié)能降耗、降低噸鋁成本，必須從減少熱損失著手。槽上部陽(yáng)極炭塊和殼面熱損失占總熱損失的35%左右(其中陽(yáng)極上部熱損失約25%,殼面熱損失約10%), 因此，減少槽上部陽(yáng)極炭塊和殼面的熱損失對(duì)節(jié)能降耗十分重要。目前，槽上部的保溫方式均為鋪設(shè)厚厚的一層散狀氧化鋁及電解質(zhì)粉末，厚度由電解槽的熱平衡狀態(tài)決定。一般情況下，電解槽工作電壓越低，槽上部保溫物料越厚。近幾年，隨著低電壓電解技術(shù)的發(fā)展，電解槽上部保溫物料的厚度越來(lái)越厚，個(gè)別企業(yè)甚至達(dá)到了 20cm以上，雖然實(shí)現(xiàn)了保溫的目的，但是由于保溫料厚度的增加，也帶來(lái)一系列的新問題首先，換極工作量增大，致使換極效率降低；其次，換極過程中，大量物料進(jìn)入電解槽， 影響電解槽的穩(wěn)定工作，同時(shí)造成槽低沉淀增多；再次，容易引起鋼爪發(fā)紅、融化等。因此，如何尋找一種新型的保溫方式既能實(shí)現(xiàn)減少熱損失的目的，同時(shí)又不增加工作量、影響電解槽穩(wěn)定工作、避免因?yàn)楸亓线^厚引起的其它負(fù)面作用就顯得十分有必要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是提供一種能減少熱損失、明顯的提高保溫效果且運(yùn)營(yíng)維護(hù)簡(jiǎn)單、環(huán)保節(jié)能的具保溫結(jié)構(gòu)的鋁電解槽。設(shè)計(jì)一種具保溫結(jié)構(gòu)的鋁電解槽，包括盛有電解質(zhì)的槽體、陽(yáng)極炭塊，在所述槽體上方至少安裝有一層能同時(shí)匹配的遮蓋槽體上口沿、電解質(zhì)和陽(yáng)極炭塊的密封保溫板。所述保溫板密度小、強(qiáng)度大、保溫效果極佳、耐高溫、不污染鋁液、可以長(zhǎng)期循環(huán)使用，主要成分為氧化鋁含量為60 99%;其它成分及含量為SiO2含量O. 5 40%、Ca0含量O. I O. 5%、MgO含量O. I O. 5% ;該保溫板是由上述材料按比例混合，添加粘結(jié)劑后， 經(jīng)制漿(漿液濃度300 600g /U、成型、烘干等步驟制成，其密度為O. 05 2. OX IO3Kg/ m3，導(dǎo)熱系數(shù)O. 003 O. 03ff/(m · V );粘結(jié)劑可以采用鋁酸鈉溶液、雙氧水或水溶性膠水 (聚醋酸乙烯和/或聚醋酸乙烯與水按I :3 6的體積比所形成的膠體溶液)中的任意一種或幾種，添加量為前述物料總質(zhì)量的I 2倍。在所述陽(yáng)極炭塊的上表面及四周側(cè)面還設(shè)置有耐高溫的防氧化涂層。所述防氧化涂層為氧化鋁復(fù)合涂層；該復(fù)合涂層是由氧化鋁粉、水溶性膠水按1:2 3的質(zhì)量比所配制成的混合涂料噴涂在陽(yáng)極炭塊表面后凝固而成的涂料層。所述水溶性膠水是由聚醋酸乙烯和/或聚醋酸乙烯與水按I :3 6的體積比所形成的膠體溶液。所述防氧化涂層的厚度為0.8 1.2mm。所述密封保溫板與槽體上口沿之間的經(jīng)由軟體保溫材料覆蓋、捆扎緊固或膠泥粘合進(jìn)行密封。本專利技術(shù)具有積極有益的效果與現(xiàn)有技術(shù)比較，本專利技術(shù)通過更改保溫材料和保溫形式，可以明顯的提高保溫效果、減少熱損失，實(shí)驗(yàn)證明與現(xiàn)有粉狀氧化鋁保溫效果相比，本專利技術(shù)異型保溫材料板在相同的溫度條件下導(dǎo)熱系數(shù)是其1/10 1/15。這在對(duì)電解槽進(jìn)行熱平衡維護(hù)時(shí)，就可以減小覆蓋大量粉狀物料的繁重工作，進(jìn)行降低電壓、維持電解槽的穩(wěn)定工作。因此，本專利技術(shù)可以有效的較小電解槽上部熱損失、降低槽工作電壓、降低噸鋁電耗，是實(shí)現(xiàn)低電壓電解技術(shù)的一種可行方案。同時(shí)本專利技術(shù)可有效的解決現(xiàn)有技術(shù)覆蓋的物料飛揚(yáng)、煙氣量大的問題，并大幅度的提高換極工作效率，避免現(xiàn)有技術(shù)換極過程中造成的電解槽工作不穩(wěn)定等問題，也有利于減少氟化氫氣體的排放。附圖說(shuō)明圖I為一種具保溫結(jié)構(gòu)的鋁電解槽的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I為陽(yáng)極炭塊，2為異型密封保溫板，3為電解質(zhì)，4為鋁水，5為陰極炭塊及保溫層。具體實(shí)施方式以下結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本專利技術(shù)。下述實(shí)施例中所用各種原材料，如無(wú)特別說(shuō)明，均為市售；所涉及的步驟或方法如無(wú)特別說(shuō)明，均為常規(guī)步驟或方法。實(shí)施例I :一種具保溫結(jié)構(gòu)的鋁電解槽，參見圖1，一種具保溫結(jié)構(gòu)的鋁電解槽，包括盛有電解質(zhì)的槽體、陽(yáng)極炭塊1，在所述槽體上方安裝有一層能同時(shí)匹配的遮蓋槽體上口沿、電解質(zhì)和陽(yáng)極炭塊的異型密封保溫板2，該異型密封保溫板2由耐高溫且輕質(zhì)的氧化鋁材料制成。在陽(yáng)極炭塊的表面設(shè)置有耐高溫的防氧化涂層。上述異型保溫材料板的制備原料組成氧化鋁 60 99%、SiO2 含量 O. 5 40%、CaO O. I O. 5%、Mg0 O. I O. 5% ； 按比例取上述原料混合，添加粘結(jié)劑(雙氧水)后制漿(漿液濃度固含物450g/L)，再經(jīng)成型、烘干等步驟制成具有一定形狀和厚度的異型保溫材料板，其密度為O. I X 103Kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù) O. 006W/ (m · 0C ) ο陽(yáng)極炭塊的防氧化復(fù)合涂層該復(fù)合涂層是由氧化鋁粉、結(jié)合劑(聚醋酸乙烯稀釋 4倍的水溶液)按質(zhì)量比1:2 1:3的比例充分混合均勻，噴涂在陽(yáng)極炭塊表面，氧化涂層的厚度為1mm。換極時(shí)，只需將異型保溫材料板2搬走，移除陽(yáng)極炭塊殘極1，更換完新陽(yáng)極炭塊后，再將異型保溫材料板2蓋上。整個(gè)換極過程中，不存在清理殼面、不存在物料進(jìn)入電解質(zhì)3和鋁水2下部、產(chǎn)生沉淀的問題。對(duì)于異型保溫材料板2之間的縫隙可通過覆蓋軟體保溫材料、捆扎式、膠泥式、填充式等方法進(jìn)行有效密封。 上述具保溫結(jié)構(gòu)的鋁電解槽與傳統(tǒng)保溫方法電解槽試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比分析見表I。 表I本專利技術(shù)與常規(guī)保溫方法的性能對(duì)比本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種具保溫結(jié)構(gòu)的鋁電解槽，包括盛有電解質(zhì)的槽體、陽(yáng)極炭塊，其特征在于，在所述槽體上方至少安裝有一層能同時(shí)匹配的遮蓋槽體上口沿、電解質(zhì)和陽(yáng)極炭塊的密封保溫板。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種具保溫結(jié)構(gòu)的鋁電解槽，包括盛有電解質(zhì)的槽體、陽(yáng)極炭塊，其特征在于，在所述槽體上方至少安裝有一層能同時(shí)匹配的遮蓋槽體上口沿、電解質(zhì)和陽(yáng)極炭塊的密封保溫板。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具保溫結(jié)構(gòu)的鋁電解槽，其特征在于，以重量百分比計(jì)，所述保溫板是由 AL2O3 粉 59 99%、SiO2 O. 5 40%、CaO O. I O. 5%、MgO O. I O. 5% 與前述物料總重量I 2倍的粘結(jié)劑的混合制成固含物含量為300 600g/L的漿液后，再經(jīng)成型、烘干步驟而制成的厚80 150mm、密度為O. 05 2. OX IO3 kg /m3的保溫板材；所述粘結(jié)劑為鋁酸鈉溶液、雙氧水、水溶性膠水中的至少一種。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具保溫結(jié)構(gòu)的鋁電解...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王旭東，和清霖，曹國(guó)法，袁志強(qiáng)，朱振國(guó)，馮曉強(qiáng)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：鄭州經(jīng)緯科技實(shí)業(yè)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：