铝电解用阴极在铝电解生产中同样起着非常重要的作用。特别是随着铝电解槽容量的大型化,要求电解槽寿命越来越长,炉底压降尽可能地小,对各种阴极炭块质量也有严格的要求。目前,铝电解用阴极炭素材料在铝电解过程中必须具备以下基本条件:
1.电阻率:阴极炭块的电阻率因阴极炭块种类的不同而存在着较大的差异,一般为10-40μΩ·m;
2.表观密度:炭糊焙烧体的表观密度不小于1.36g/cm3;炭块表观密度不小于1.55g/cm3;
3.机械强度:以炭素材料为主体构成的电解槽阳极重达几十吨,在电、热、熔盐的冲击下还要承载负荷。阴极炭块要承装几十吨的熔盐、铝液。因此,铝用炭素材料的机械强度要求比一般的炭素材料要高。阴极炭块的耐压强度应达到30-50MPa,炭糊焙烧体的耐压强度应为18-28MPa;
4.真密度:阴极材料的真密度指标为1.84-2.20g/cm3;
5.杂质含量:阴极材料的杂质含量一般不超过10%。
我国和国际上现行的有关铝电解用阴极炭素材料的质量标准见下表1-表3。
表1 YS/T287-2005《铝电解用半石墨质阴极炭块》底部炭块理化性能要求
表2 YS/T623-2007《铝电解用高石墨质阴极炭块》底部炭块理化性能要求
表3 《铝电解用石墨化阴极底部炭块》理化性能要求