惰性电极铝电解槽研究

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1、摘要惰性电极的出现对铝工业而言无异丁-一场革命，它能提高能效、减少单位产能投资、改善环境，可在一定程度上解决现行铝工业使用碳索电极在经济和环保两方面存在的诸多难以解决的问题。因此惰性电极的研究一直都是国际上革新铝冶金技术的重要发展方向。然而，由于金属陶瓷本身固有的缺陷限制了惰性阳极在上业上的应用进程，本文在前期研究的基础上，对两种不同配方制备的NiO．NiFe204基金属陶瓷惰性阳极材料进行较全面地比较研究．通过形状和尺寸的改变．探讨金属陶瓷材料在成型、烧结等加工制作时出现的问题，从中寻得较合理的制作T序及参数间的相互关系。除此之外，本文还对惰性阴极作

2、了简单的介绍、制作，，f=自行设计、组装电解槽，配以惰性阳极进行电解实验。实验结果表明效果较好。关键词：NiO．NiFe204基陶瓷、NiO-NiFe204基金属陶瓷、惰性阳极、惰性阴极、铝电解贵州人学工程硕士研究生毕业论文AbstractTheappearanceofinertelectrodeisjustlikearevolutionforaluminumindustry．Theinertelectrodecallraisetheefficiency,reducetheinvestmentontheunitproductionandimprovet

3、heenvironment．Itmaytosomeextentsolvelotsofthornyproblemswhichwillappearduringtheapplicationofcarbonelectrodeintheeconomyandenvironmentprotection，Thereforethestudyingofinertelectrodehasbecomeanimportantdevelopingdirectionofmetallurgicaltechnologicalinnovation．Althoughtheintrinsic

4、weaknessofcermetlimitstheapplicationofinertanodeinindustry,thatstillcannotshaketheresolutionofresearcherstostudy．OnthebasisofsomestudiesthispapercarriesonrelativelyoverallcomparisonoftwokindsofNiOwNiPe204basedcermetmaterialmadebydifferentways．Accordingtothechangeinshapeandsize，i

5、tdiscussestheproblemswhichmayoccarintheprocessofshapingandsinteringofcermetmaterial，tryingtofindtherelativelyreasonableparameterandthemutualrelationbetweenparameters．Besides，thepaperalsogivesabriefintroductiononinertcathode，whichhasbeenappliedintheelectrolysisexperimentssuccessf

6、ully．Keywords：NiO·NiFe204basedceramics、NiO-NiFe204basedce兀net，inertcathode，aluminumelectrolysis．前言现代电解铝工业追求高效率、低能耗、低成本、无污染的工艺，而现行的铝电解生产一直采用消耗式碳素电极，一百多年来虽然有很大的进步和发展，但其生产现状仍然是能耗高(14000kwh／t-A1)，碳阳极消耗大(550k∥t-A1)周期性更换阳极，因而生产成本高，约占原铝成本的5～20％I“。同时由于在含氟的冰晶石一氧化铝熔体中电解，生产过程中会产生大量温室效应气体C0

7、2和致癌的碳氟化合物，从而严重污染环境。因此发展惰性电极(微耗电极)来取代碳素电极已成为目前国内外广泛研究的课题。传统碳素电极在铝电解过程中参与电解反应：A1203(s)+3／2C(s)=2AI(1)+3／2C02(g)改用惰性电极后，电解反应为：A120)(s)=2A1(1)+3／202(g)与使用碳素刚极相比，惰性电极具有两大优势”。：一、经济方面：(L)惰性电极可取代碳索电极节省人量优质碳素材料，节省更换电极的劳动力成本：(2)由于它在电解过程中外形尺寸稳定．可降低电极的极距，从而可大大减少电解锅生产的电耗。特别是在同时使用惰性阳极和惰性阴极的情

8、况下，效果更为显著，预计节能最高可达35％”I{(3)改用惰性电极后，电极不再参加反应，而是0