阳极钢爪腐蚀的主因是Fe与O2发生了氧化反应,进而形成了Fe2O3与Fe3O4的混合物。阳极钢爪腐蚀会影响原铝质量、造成电流分布不均、缩短钢爪使用周期、造成极上覆盖料积压,增加企业生产成本。
因而当务之急是掌握阳极钢爪的防腐技术,提前预防,尽可能减少钢爪的腐蚀。本文立足于前文,就实际生产中常用的防腐技术进行探讨,供企业参考借鉴。
一、阳极钢爪保护环
金属基保护环
金属基保护环是用抗电解质侵蚀性能较强的耐热铸钢或耐热铸铁制造而成。具备可重复使用、对电解质覆盖料无污染、提高阳极炭块利用率等优点,其缺点是成本较高。
覆盖料基保护环
覆盖料基保护环是将93~95%极上覆盖料、3~4%C3H7O(羟丙基甲基纤维素)、2~3%沥青混合,加入适量水,加热至50~80℃,经搅拌混匀、成型、脱模、焙烧、冷却制作而成。该法具备生产成本低、保护环境、提高工作效率、改善工人劳动作业环境、减轻后期工作量等优点。
其它材质保护环
将含碳原料与石油焦、单质硅粉和高岭土混合后压制而成阳极钢爪保护瓦。该法使用废阴极等含碳原料生产保护瓦,充分利用了铝厂废弃物,不仅降低生产成本,而且也不会造成铝液污染,与炭环相比,导电性能没有明显降低。
研究表明,单质硅粉能够有效强化产品的抗氧化性能,而高岭土可以大幅度提高产品的强度和抗冲刷性能。
另一种电解铝用阳极钢爪保护环,是将Al2O3、AlN、MgO石墨及粘结剂搅拌混合后涂抹在保护环上,与保护环本体焙烧制成一体。该法制备的保护环在电解质中有较高的稳定性,适用于不同的电解铝厂及不同的工艺操作条件,应用广泛。
二、涂层技术
阳极钢爪涂层技术是用涂料涂覆在钢爪表面,隔离阳极钢爪与电解烟气、极上料、空气等物质接触,从而实现防止钢爪被腐蚀的方法,该法防腐效果明显。
涂层技术采用的涂料可选择性较多,其中纳米陶瓷基涂层对阳极钢爪防腐蚀效果显著,能降低52.3%的腐蚀速率,降低原铝铁含量,有效延长钢爪使用寿命。
但是阳极钢爪涂层在高温条件下易脱落,阳极更换时需重新喷涂,成本较高。
三、包裹技术
阳极钢爪包裹技术是用纤维材料包裹钢爪或包裹已涂层的钢爪,纤维板在电解过程中被高温固化,固化层将钢爪与O2等物质隔离,阻止钢爪被腐蚀。某铝厂以A12O3和胶水为涂层料,以硅酸铝纤维为包裹材料,进行了阳极钢爪防腐蚀试验。
试验表明:只有涂层而未进行包裹的阳极钢爪腐蚀严重,进行涂覆并包裹的钢爪未见大面积氧化。包裹技术的缺点是包裹材料硅酸铝纤维经过高温固化后对施工人员和残极清理人员造成一定危害、操作过程繁琐、人工成本较高、推广难度大。
综上所述,大部分铝电解厂用保护环预防阳极钢爪腐蚀,该法虽然能将钢爪与覆盖料隔离,但是未解决钢爪被电解烟气和空气氧化腐蚀的问题。
涂层技术对防止阳极钢爪腐蚀有明显效果,然而涂层在高温条件下易脱落,阳极更换时需重新喷涂,因而开发永久性涂层技术将是预防阳极钢爪腐蚀的一个重要方向。以上所述阳极钢爪防腐技术仅供企业生产参考,如您有疑议或是更好的钢爪防腐技术,也欢迎留言或私信!