stringtranslate.com

Предварительно обожженный расходуемый угольный анод

Предварительно обожженные расходуемые угольные аноды — это особый тип анодов, предназначенных для выплавки алюминия по процессу Холла-Эру .

Использование и утилизация по окончании срока службы

В процессе плавки эти аноды подвешиваются внутри электролизера (ов), содержащего оксид алюминия или фторид алюминия . Процесс потребляет анод со скоростью около 450 кг анода на тонну произведенного алюминия. [1]

«Отработанные» аноды имеют мало промышленного применения и, как правило, выбрасываются; однако аноды, которые использовались для обработки фторида алюминия, могут содержать некоторое количество фтористого водорода и требуют процедур утилизации опасных отходов. [2] Попытки найти промышленное применение отработанным анодам привели к предложениям использовать аноды в качестве экономически эффективной альтернативы коксу на небольших литейных заводах, где нет готового запаса кокса и которые не могут позволить себе современные электропечи.

Промышленные стандарты

Свойства анода в значительной степени устанавливаются в процессе обжига и должны тщательно контролироваться, чтобы обеспечить приемлемую выходную эффективность и сократить количество нежелательных побочных продуктов. [3] С этой целью алюминиевая промышленность установила ряд приемлемых значений для коммерческих анодов массового производства с целью обеспечения стабильной оптимальной производительности.

Значение промышленных стандартов

Плотность

Более высокие температуры обжига приводят к получению анодов с более высокой плотностью , которые демонстрируют пониженную проницаемость и, следовательно, продлевают срок службы анода. [7] Однако чрезмерная плотность приведет к тепловому удару и разрушению анода при первом использовании в электролизере. [8]

Электрическое сопротивление

Эффективная плавка алюминия требует низкого сопротивления со стороны анода. Низкое сопротивление приводит к большему контролю над напряжением электролизера и снижает потери энергии, связанные с резистивным нагревом . [9] Однако аноды с низким электрическим сопротивлением также демонстрируют повышенную теплопроводность . Аноды, которые проводят слишком много тепла, будут быстро окисляться , снижая или исключая их эффективность плавки, что на промышленном языке называется «воздушным ожогом». [10]

Механическая прочность (прочность на сжатие,модуль Юнга,предел прочности)

Аноды подвергаются различным механическим нагрузкам во время создания, транспортировки и использования. Аноды должны быть устойчивы к сжимающей силе, устойчивы к упругим напряжениям [11] и устойчивы к ударам, не становясь хрупкими. [12] [13] Соотношение между прочностью на сжатие и модулем Юнга в предварительно обожженных анодах обычно приводит к компромиссу в сопротивлении анода сжимающей силе и упругим напряжениям. [14]

Теплопроводность и тепловое расширение

Низкая теплопроводность анода приводит к «ожогу воздуха», как отмечено выше в разделе «Электрическое сопротивление » . [15] [16]

Низкие коэффициенты теплового расширения желательны для предотвращения теплового удара. [17] [18]

Реакционная способность углерода ивоздухопроницаемость

Аноды должны быть относительно непроницаемыми как для углекислого газа , так и для воздуха , чтобы уменьшить возможность «ожога углекислым газом» и «ожога воздухом», оба из которых снижают эффективность плавления анода. [19]

Стабильность зерна

Высокая стабильность зерна указывает на высокую структурную целостность анода, увеличивая эффективность плавления анода. Высокая стабильность зерна также минимизирует деградацию частиц во время изготовления анода. [20]

Ссылки

  1. ^ "Алюминий для будущих поколений – Производство анодов". primary.world-aluminium.org . Получено 29.10.2015 .
  2. ^ Хокинг, МБ (1985). Современные химические технологии и контроль выбросов . Берлин: Springer-Verlag. стр. 244. ISBN 9783642697753.
  3. ^ Фишер, Келлер и Манвейлер (январь 2009 г.). «Анодные заводы для будущих плавильных печей: ключевые элементы для производства высококачественных анодов» (PDF) . Aluminium International Today . Получено 28 октября 2015 г. .
  4. ^ Марш, Х. и К. Фиорино. Углеродные аноды. на Пятом семинаре по технологиям плавки алюминия в Австралазии. 1995. Университет Нового Южного Уэльса, кампус Кенсингтон, Сидней, Австралия: LJ Cullen Bookbinders
  5. ^ Садлер, Б. А. и Б. Дж. Уэлч. Механизмы потребления анодов — Практический обзор теории и рассмотрение свойств анодов. на Седьмой Австралазийской конференции и семинарах по технологии плавки алюминия. 2001. Мельбурн, Австралия
  6. ^ Баркли, Р. Изготовление анодов, свойства и эксплуатационные характеристики. на 7-й Австралазийской конференции и семинарах по технологиям плавки алюминия. 2001. Мельбурн
  7. ^ Садлер, Б. Расход анодов и идеальные свойства анодов. в Четвертом Австралазийском семинаре по технологиям плавки алюминия. 1992. Сидней, Австралия
  8. ^ Садлер, Б. А. и Б. Дж. Уэлч. Механизмы потребления анодов — Практический обзор теории и рассмотрение свойств анодов. на Седьмой Австралазийской конференции и семинарах по технологии плавки алюминия. 2001. Мельбурн, Австралия
  9. ^ Садлер, Б. Расход анодов и идеальные свойства анодов. в Четвертом Австралазийском семинаре по технологиям плавки алюминия. 1992. Сидней, Австралия
  10. ^ Тайер, Р., Анодное покрытие снижает сжигание воздуха, в исследовании CSIRO в области обработки материалов и производства металлов. 2007, Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization: Мельбурн. стр. 1-2
  11. ^ Садлер, Б. А. и Б. Дж. Уэлч. Механизмы потребления анодов — Практический обзор теории и рассмотрение свойств анодов. на Седьмой Австралазийской конференции и семинарах по технологии плавки алюминия. 2001. Мельбурн, Австралия
  12. ^ Томсетт, А. Эксплуатация печи для обжига анодов. на 7-й Австралазийской конференции и семинарах по технологиям плавки алюминия. 2001. Мельбурн, Австралия
  13. ^ Баркли, Р. Изготовление анодов, свойства и эксплуатационные характеристики. на 7-й Австралазийской конференции и семинарах по технологиям плавки алюминия. 2001. Мельбурн
  14. ^ Баркли, Р. Изготовление анодов, свойства и эксплуатационные характеристики. на 7-й Австралазийской конференции и семинарах по технологиям плавки алюминия. 2001. Мельбурн
  15. ^ Садлер, Б. А. и Б. Дж. Уэлч. Механизмы потребления анодов — Практический обзор теории и рассмотрение свойств анодов. на Седьмой Австралазийской конференции и семинарах по технологии плавки алюминия. 2001. Мельбурн, Австралия
  16. ^ Куанг, З., Дж. Тонстад и М. Сёрли, Влияние добавок на электролитическое потребление углеродных анодов при электролизе алюминия. Углерод, 1995. 33(10): стр. 1479-1484
  17. ^ Садлер, Б. А. и Б. Дж. Уэлч. Механизмы потребления анодов — Практический обзор теории и рассмотрение свойств анодов. на Седьмой Австралазийской конференции и семинарах по технологии плавки алюминия. 2001. Мельбурн, Австралия
  18. ^ Баркли, Р. Изготовление анодов, свойства и эксплуатационные характеристики. на 7-й Австралазийской конференции и семинарах по технологиям плавки алюминия. 2001. Мельбурн
  19. ^ Марш, Х. и К. Фиорино. Углеродные аноды. на Пятом семинаре по технологиям плавки алюминия в Австралазии. 1995. Университет Нового Южного Уэльса, кампус Кенсингтон, Сидней, Австралия: LJ Cullen Bookbinders
  20. ^ Баркли, Р. Изготовление анодов, свойства и эксплуатационные характеристики. на 7-й Австралазийской конференции и семинарах по технологиям плавки алюминия. 2001. Мельбурн