炭阳极原料中稀土元素镧(La)铈(Ce)对其性能影响

利用扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)和X射线荧光分析仪(XRF)对炭阳极原料进行表征分析,发现某种炭阳极生产原料中含有稀土元素镧(La)和铈(Ce)。并对含有稀土元素和未含有稀土元素的炭阳极的三个主要指标:二氧化碳反应性、空气反应性和空气渗透率进行了分析测试,结果显示稀土元素对于炭阳极的空气渗透率有提高作用,而对于炭阳极的反应性有催化作用,会加快炭阳极的消耗。     

骨料粒径分布对铝用炭阳极的性能影响

以石油焦、沥青焦、球磨粉和残极为骨料,分析了4种不同粒径配比的骨料对炭阳极体积密度、真实密度、抗压强度、热膨胀系数、导电率、CO_2反应性、空气反应性以及空气渗透率等指标的影响。结果表明,骨料粒径越细、大中小颗粒越接近正态分布,可以获得较高体积密度和真密度。炭阳极的抗压强度、热膨胀系数、导电率、空气反应性和CO2反应性等性能均随密度的提高而有不同程度的提高。空气渗透率曲线表明,骨料粒径在6-8mm时,空气的渗透率相对比较低,是一个可以获得较高密度、较低渗透率的较为合理的粒度尺寸。     

电解铝降低阳极碳耗的途径与措施

阐述了冰晶石一氧化铝电解法生产铝的炭阳极消耗机理。推导出炭阳极与CO2作用以及炭阳极与空气反应阳极消耗数量的计算公式和在电解铝生产过程中如何确定过量消耗碳量。电解过程中炭阳极消耗与电解槽设计、电解工艺操作、阳极质量等有关,并提出了新型阳极炭块形状及结构型式。以及降低阳极碳消耗途径与措施。     

铝用炭阳极大颗粒低粉料配方技术研究

针对某炭素企业炭阳极的生产配方现状,通过实验室研究和工业验证,形成了大颗粒低粉料配方新技术。该技术降低了沥青的用量,解决了生阳极裂纹的问题。该配方技术的应用,可以提高焙烧阳极的体积密度、抗压强度、CO_2反应残余率,降低热膨胀率和电阻率,实现炭阳极提质降本的效果。     

铝电解用焦煤混配炭阳极的改性研究

煤的添加对炭阳极的性能产生了显著的影响,针对焦煤混配阳极的特点,通过添加石墨粉和B_2O_3对两种优选混配阳极进行改性。石墨粉添加能够显著降低炭阳极的电阻率,并在添加0～2%的范围内有效抑制炭阳极反应活性和脱落率,然而,当添加量超过2%时,混配阳极与空气和CO_2反应后脱落率增大。煤沥青中添加少量B_2O_3能够显著抑制炭阳极空气和CO_2反应活性和脱落率;此外,煤沥青中B含量在0～0.1%范围内时能够降低阳极电阻率,添加量超过0.1%后,阳极电阻率随之增大。     

微量元素钒对沥青热解过程的影响

利用热重分析仪(TG-DTG)研究了微量元素钒加入沥青前后的热解动力学模型,对沥青焦进行了XRD衍射分析,测定了钒元素加入的炭阳极CO_2/空气残余率。结果表明:随着钒元素含量的增加,沥青热解过程反应表观活化能略为增大,使热解反应速度放缓,热解更充分,产焦率略有增加,使CO_2残余率增大,可降低炭阳极的额外消耗;随着钒含量提高,促进微小炭颗粒的产生,晶粒厚度减小,增大了活性质点数。同时,V元素在空气中存在较强的催化作用,这些均可加速炭阳极在空气中的反应速率。     

浅析空气渗透率对阳极性能的影响

空气渗透率是影响阳极消耗的重要指标之一。随着铝电解技术的发展,大型电解槽相继投产,对空气渗透率指标要求愈来愈高。本文主要探讨了空气渗透率与阳极性能之间的关系,分析了影响空气渗透率的主要因素,并提出了降低空气渗透率的一些有效措施。     

含钛炭阳极直接电解制备低钛铝合金

采用含TiO_2炭阳极直接熔盐电解制备低钛铝合金。对含TiO_2炭阳极在CO_2/空气中的残余率分别进行测试,用XRD对含钛沥青焦进行分析,运用SEM和EDS手段对炭阳极、原铝和电解铝的形貌和组成进行表征。结果表明:TiO_2的添加可显著改善炭阳极在CO_2和空气中的残余率,当TiO_2添加量(质量分数)为1%时,炭阳极在CO_2中的残余率由76.3%急剧增加到93.5%,在空气中的残余率从51.87%增加到65.92%;TiO_2在炭阳极制备过程中其化学成分未发生变化,含TiO_2炭阳极在电解过程中运行稳定;随着炭阳极的消耗,TiO_2溶入电解质中,可实现低钛铝合金的制备。     

改善铝电解用预焙阳极抗氧化性能的生产实践

对于炭阳极生产企业来说,阳极理化指标的好坏可直接从阳极在电解槽的消耗中体现出来,阳极消耗的速度过快,阳极在电解槽中的使用周期过短,将增加企业的生产成本,说明阳极质量还需改善。而阳极消耗速度与阳极的抗氧化性能有很大的关系,抗氧化性能低的阳极还来不及参与化学反应,就已经以炭渣的形式脱落,沉淀在电解槽,给电解槽作业带来负面影响。在炭阳极实际生产中,通过弥补原料质量缺陷、优化阳极生产工艺控制等举措可以有效改善阳极抗氧化性能,进而降低阳极消耗。     

添加剂对提高炭阳极抗氧化性能的试验研究

本文重点针对目前因石油焦质量劣化导致炭阳极抗氧化性能差的现实情况,通过多种化学物质对粘结基质抗氧化性能影响的试验研究,开发了一种预焙阳极复合抗氧化添加剂,旨在原料劣化的情况下大幅提高炭阳极的抗氧化性能。试验表明,复合抗氧化添加剂能明显提高阳极的抗氧化性能,使用复合抗氧化添加剂后,阳极空气反应残余率均提高了27个百分点以上,CO_2反应残余率提高了4个百分点以上,电阻率降低了3μΩ·m以上。     

Effect of aluminum-containing additives on the reactivity in air and CO2 of carbon anode for aluminum electrolysis

Airbum reaction and carboxy reaction result in the excess consumption of carbon anode in aluminum electrolysis.To reduce the excess carbon consumption, carbon anode was doped with aluminum-containing additives, such as A1, Al4C3,AlF3 and Al2O3. Their reactivity in air and CO2 was determined with an isothermal-gravimetric method to study the effect of aluminum-containing additives on the reactivity in air and CO2 of carbon anode. Results shown that the airbum reactivity at 450℃ and carboxy reactivity at 970℃ of carbon anode both decreased with Al-containing additives adding, while shown a minimum with the amount of Al4C3, AlF3 and Al2O3 increasing. However, all Al-containing additives increase the alrbum reactivity at 550℃ of carbon anodes. Coke yield measurement and XRD examination with aluminum containing additives doped pitch cokes revealed that the effect of Al-containing additives on the airburn reactivity and carboxy reactivity of carbon anode would result from chemical factors and structural factors.     

AlF3添加剂和焙烧温度对铝电解炭阳极过电位的影响

在实验室制备各类AlF3掺杂试验阳极，在测试其基本物理化学性能的基础上，采用“改进断电流法”进行阳极过电位测试，研究AlF3添加剂和阳极焙烧温度对阳极过电位的影响。结果表明：在一定条件下，阳极中添加AlF3既可降低阳极的空气／CO2反应活性，也可降低阳极过电位；受高温脱S等因素的影响，阳极的电化学活性及其空气／CO2反应活性并未随着焙烧温度的提高相应降低。     

煅烧石油焦反应性的试验研究

本文试验研究了煅烧石油焦纯度、结构、孔隙度对其反应性的影响，总结了煅烧石油焦反应性与其影响因子之间的变化关系。结果表明：随着煅烧石油焦中钠、钙、钒含量的增加，孔隙度的增大，其空气和CO2反应性加剧；随着煅烧石油焦晶格常数的增大，其结构更加致密，其CO2反应损失减小。本文的研究结果为研究预焙阳极的反应性提供了基础数据。     

Determining Prebaked Anode Properties for Aluminum Production

Critical to the performance of an aluminum reduction cell is anode quality and durability. In recognition of this consideration, the aluminum industry uses a number of standardized tests to evaluate baked anode samples. In addition to these routine evaluation procedures, recent innovations have led to newer methods which are helpful in diagnosing anode problems and improving net carbon usage. Recent work in particular has enlightened operators in such areas as carboxy reactivity, air reactivity, and thermal shock.     

铝电解中阳极涂层与磷生铁改性剂的综合优化实验

提高炭素阳极的强度和抗氧化性是目前铝电解研究的热点和难点。本文总结了在某铝厂400 kA系列磷生铁中加入改性剂和在阳极炭素表面涂盖耐高温防氧化涂层涂料的实验。加入磷生铁改性剂浇筑出的磷生铁具备更好的延展性和膨胀性,使炭块与钢爪之间接触电阻减少,钢爪与炭块间的连接更紧密,减少了脱极的几率,降低了铁-碳压降;使用防氧化涂层材料,提高了铝电解电流效率,大大减少了炭块的掉渣量,延长了炭素阳极的使用周期。     

Improving anode performances of lithium-ion capacitors employing carbon-Si composites

The lithium-ion capacitor is a promising energy storage system with a higher energy density than traditional supercapacitors.However,its cycling and rate performances,which depend on the electrochemical properties of the anode,are still required to be improved.In this work,soft carbon anodes reinforced using carbon-Si composites of various compositions were fabricated to investigate their beneficial influences on the performance of lithium-ion capacitors.The results showed that the specific capacities of the anodes increased significantly by 16.6 mAh g~(-1) with 1.0 wt% carbon-Si composite,while the initial discharge efficiency barely changed.The specific capacity of the anode with a 10.0 wt% carbon-Si composite reached 513.1 mAh g~(-1),and the initial discharge efficiency was 83.79%.Furthermore,the anodes with 7.5 wt% or lower amounts of carbon-Si composite demonstrated reduced charge transfer resistances,which caused an improvement in the rate performance of the lithium-ion capacitors.Moreover,the use of the optimized amount(7.5 wt%) of carbon-Si composite in the anode could significantly improve the cycling performance of the lithium-ion capacitor by compensating the consumption of active lithium.The capacity retention of the lithium-ion capacitor reached 95.14% at 20 C after 10,000 cycles,while the anode potential remained below 0.412 V,which is much lower than that of a soft carbon anode.     

强力冷却机在炭阳极生产中的应用

随着大型电解槽的不断开发和运用,对预焙阳极提出了更高的要求,而成型工序是影响阳极质量的一个重要环节。本文针对二成型车间一年多来强力冷却机的运行情况以及相应的工艺技术条件的改变进行了说明,并对强力冷却机使用后的质量情况进行了对比。     

硅基锂离子电池负极材料研究进展

作为锂离子电池负极材料,硅基材料具有较高的理论比容量、适中的嵌/脱锂电位、与电解液反应活性低等特点,成为最有前景的锂离子电池负极材料之一。然而由于其巨大的体积效应和较低的导电性导致其商业化应用具有相当的挑战性。本文综述了近年来为改善硅基材料的缺点而做的一些研究,展望了硅基材料作为锂离子电池负极材料的发展趋势。     

Pilot study of mechanism of property-modified anode in aluminum electrolysis

1　INTRODUCTIONAluminummetallurgyadoptsthemethodofhightemperaturemeltsaltelectrolysisdevelopedonehun dredyearsago .Intheprocessofresearchanddevel opmentinthisfield ,physicalchemistry ,electro chemistry ,materialscience ,roboticizedtechnologyandsoonwerecombinedwithaluminummetallurgytechniques,makingthebasicprincipleoftheHall Heroultprocessbeingmoredeeplyrealizedbypeople .Furthermore ,thistechnologywasdevelopedcon stantlyandbecamemoreandmoreperfectinordertofurthersaveenergy ,reducerawmateri…