铝工业废旧碳阴极材料的综合利用

耐火材料结合剂的性质

结合剂 把由耐火粗颗粒料和粉料组成的散状耐火材料胶结在一起的物质，又称“胶结剂”。用作耐火材料的结合剂，不但要求具有较好的冷态和热态结合强度，而且要求具有较好的施工(成型)性能和使用性能。 分类耐火材料，尤其是不定形耐火材料所用的结合剂，随被结合材料的性能及用途不同而不同，品种繁多，一般按结合剂的化学性质和结合剂的硬化条件分类。 按结合剂的化学性质分有无机结合剂和有机结合剂。 (1)无机结合剂。按其化合物性质可分为6类。第1类为硅酸盐类。包括硅酸钙水泥、水玻璃(包括硅酸钠、硅酸钾水玻璃)和结合粘土。第2类为铝酸盐类。包括普通铝酸钙水泥(也称矾土水泥或高铝水泥)、纯铝酸钙水泥、铝酸钡水泥、含尖晶石铝酸钙水泥等。第3类为磷酸盐类。包括磷酸、磷酸二氢铝、磷酸镁、磷酸铵、铝铬磷酸盐、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠等。第4类为硫酸盐类。包括硫酸镁、硫酸铝、硫酸铁等。第5类为氯化物类。包括氯化镁(卤水)、氯化铁、聚合氯化铝(又称碱式氯化铝)等。第6类为溶胶类。包括硅溶胶、铝溶胶、硅铝溶胶等。 (2)有机结合剂。按制取方法分为两类。第l类为天然有机物，即从天然有机物中分离出的，包括淀粉、糊精、阿拉伯树胶、海藻酸钠、纸浆废液、焦油和沥青等。第2类为合成有机物，即通过化学反应或缩聚反应而合成的，包括甲阶酚醛树脂、线性酚醛树脂(又称酚醛清漆)、环氧树脂、t聚胺脂树脂、脲醛树脂、聚醋酸己烯脂、聚苯己烯、硅酸己酯、聚己烯醇类树脂、呋喃树脂等等。 按结合剂硬化条件分有水硬性、气硬性和热硬性结合剂。

(1)水硬性结合剂。加入散状耐火材料集料中、加水混合均匀并成型后，在潮湿条件下养护才能发生正常的凝结与硬化的结合剂，如硅酸盐水泥、铝酸盐水泥。 (2)气硬性结合剂。与散状耐火材料集料混合成型后，在自然干燥条件(常温)下养护即可发生凝结与硬化的结合剂，这类结合剂使用时一般要加硬化剂，如水玻璃加氟硅酸钠，磷酸或磷酸二氢铝加铝酸钙水泥或氧化镁，氧化硅微粉加铝酸钙水泥或氧化镁等。 (3)热硬性结合剂。与散状耐火材料集料混合成型后，在加热烘烤时才能发生硬化的结合剂，如磷酸、磷酸二氢铝、甲阶酚醛树脂等。 结合机理耐火材料用的结合剂，随结合剂的化学性质不同，其结合机理也不同。 (1)水化结合。借助于常温下结合剂与水发生水化反应生成水化产物而产生结合作用。如铝酸钙水泥加水后，发生水解和水化反应生成六方片状或针状CaO?A12O3? 10H2O(CAHl0)、2Ca0?AL2O3?8H2O(C2AH8)和立方粒状3Ca0?AL2O3?6H2O(C3AH6)晶体和氧化铝凝胶体(AL2O3gel)，形成凝聚一结晶网而产生结合，反应如下： 又如p—AL2O3加水混合时，会发生水化反应而生成单斜板状、纤维状或粒状三羟铝石(Bayerite)和斜方板状勃姆石(Boehmite)而产生结合作用。反应如下：

【CN110127649A】一种电解铝电解槽废旧阴极炭块的回收利用方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910373382.5 (22)申请日 2019.05.06 (71)申请人 广西纳保环境科技有限公司 地址 531500 广西壮族自治区百色市田东 县乐德路1号 (72)发明人 周佐　罗轩　秦祖赠　谢新玲　 苏通明　何珍莉　李启后　 (51)Int.Cl. C01B 32/05(2017.01) C25C 3/08(2006.01) C01B 7/19(2006.01) C01F 7/02(2006.01) C01D 5/08(2006.01) (54)发明名称一种电解铝电解槽废旧阴极炭块的回收利用方法(57)摘要本发明公开一种铝电解槽废旧阴极炭块的回收利用方法，该方法将铝电解槽废旧阴极炭块原料经过破碎、粉碎、球磨形成粉末后加入双氧水以除去氰化物；再加入浓硫酸反应生成氟化氢气体，通入冷凝吸收塔，用去离子水或低浓度氢氟酸溶液循环吸收后，得25％-40％的氢氟酸产品；炭粉经加NaOH中和、过滤、干燥后可作为加工新阴极的原料循环使用；最后，滤液中所含大量硫酸钠经浓缩后可得硫酸钠晶体。本发明的优点：工艺先进，优势明显，实现回收利用过程环境污染物“零”排放；经过处理后的废旧阴极炭块达到可重复利用加工新阴极炭块的目的，并将原废旧阴极炭块中的主要有害成分氟转变成高副加值氟化氢， 实现对氟的循环利用。权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 110127649 A 2019.08.16 C N 110127649 A

权　利　要　求　书1/1页CN 110127649 A 1.一种电解铝电解槽废旧阴极炭块的回收利用方法，其特征在于，处理过程包括以下步骤：将电解铝电解槽废旧阴极炭块原料破碎、研磨至小于45目的炭粉；在炭粉中按重量比1∶1加入浓度为30wt％的双氧水，在80℃、50～200rpm搅拌10～30min以分解氰化物以及过量双氧水；将去除氰化物的物料，按原炭粉重量的5～7倍量加入95～98wt％的浓硫酸，在120℃和100～200rpm的搅拌速度下，生成HF气体；将HF气体通入氟化氢冷凝吸收塔，用去离子水或低浓度氢氟酸循环吸收，获得浓度为25～40wt％的高浓度氢氟酸；去除氟后的炭粉降温至室温，加入浓度为40wt％NaOH水溶液至pH值为5，获得沉淀，沉淀经过滤、洗涤、在60℃烘干后得可供加工新阴极炭块的炭粉；滤液继续加浓度为40wt％NaOH溶液至pH值达7左右，经过滤、洗涤、80℃烘干后得氢氧化铝沉淀，可经1000℃煅烧后得氧化铝；上一步滤液经蒸发浓缩后，得Na2SO4·10H2O(芒硝)。 2

阳极炭块基础知识

阳极炭块基础知识： 碳素是什么？ 炭和石墨材料是以碳元素为主的非金属固体材料，其中炭材料基本上由非石墨质碳组成的材料，而石墨材料则是基本上由石墨质碳组成的材料。为了简便起见，有时也把炭和石墨材料统称为炭素材料（或碳材料）。 炭素制品按产品用途可分为石墨电极类、炭块类、石墨阳极类、炭电极类、糊类、电炭类、炭素纤维类、特种石墨类、石墨热交换器类等。石墨电极类根据允许使用电流密度大小，可分为普通功率石墨电极、高功率电极、超高功率电极。炭块按用途可分为高炉炭块、铝用炭块、电炉块等。炭素制品按加工深度高低可分为炭制品、石墨制品、炭纤维和石墨纤维等。炭素制品按原料和生产工艺不同，可分为石墨制品、炭制品、炭素纤维、特种石墨制品等。炭素制品按其所含灰分大小，又可分为多灰制品和少灰制品（含灰分低于l％）。 我国炭素制品的国家技术标准和部颁技术标准是按产品不同的用途和不同的生产工艺过程进行分类的。这种分类方法，基本上反映了产品的不同用途和不同生产过程，也便于进行核算，因此其计算方法也采用这种分类标准。下面介绍炭素制品的分类及说明。 一、炭和石墨制品 (一)石墨电极类 主要以石油焦、针状焦为原料，煤沥青作结合剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工而制成，是在电弧炉中以电弧形式释放电能对炉料进行加热熔化的导体，根据其质量指标高低，可分为普通功率、高功率和超高功率。石墨电极包括： （1）普通功率石墨电极。允许使用电流密度低于17A/m2的石墨电极，主要用于炼钢、炼硅、炼黄磷等的普通功率电炉。 （2）抗氧化涂层石墨电极。表面涂覆一层抗氧化保护层的石墨电极，形成既能导电又耐高温氧化的保护层，降低炼钢时的电极消耗。 （3）高功率石墨电极。允许使用电流密度为18～25 A/m2的石墨电极，主要用于炼钢的高功率电弧炉。 （4）超高功率石墨电极。允许使用电流密度大于25 A/m2的石墨电极。主要用于超高功率炼钢电弧炉。 （二）石墨阳极类 主要以石油焦为原料，煤沥青作粘结剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、浸渍、石墨化、机加工而制成。一般用于电化学工业中电解设备的导电阳极。包括： （1）各种化工用阳极板。 （2）各种阳极棒。 （三）特种石墨类 主要以优质石油焦为原料，煤沥青或合成树脂为粘结剂，经原料制备、配料、混捏、压片、粉碎、再混捏、成型、多次焙烧、多次侵渍、纯化及石墨化、机加工而制成。一般用于航天、电子、核工业部门。 它包括光谱纯石墨，高纯、高强、高密以及热解石墨等。 （四）石墨热交换器 将人造石墨加工成所需要的形状，再用树脂浸渍和固化而制成的用于热交换的不透性石墨制品，它是以人造不透性石墨为基体加工而成的换热设备，主要用于化学工业。包括：

炭渣和废阴极炭块回收

铝工业是国民经济的基础工业，也是高能耗、高污染行业，其健康协调可持续发展越来越受到更多人的支持和关注。目前影响铝工业可持续发展的瓶颈问题主要是外排的固体废物，其中包括铝电解炭渣和废阴极炭块。 目前，世界电解铝工业均采用埃尔-霍鲁法生产工艺，即在冰晶石-氧化铝的熔盐体系中电解还原制取金属铝。据工业铝电解槽的氟平衡调查统计结果，每生产一吨铝平均消耗30kg氟（从冰晶石、氟化铝和其它氟盐换算得出），其中30～40%渗透入碳阴极中。按每吨铝计算，大约有10kg氟被电解槽的碳阴极吸收。 我国的电解槽一般在3～6年之后就要进行大修，大修时从电解槽刨出大量含有氟盐电解质的阴极炭块。随槽龄不同，废旧阴极炭块中的电解质含量有所不同，一般槽龄越长电解质含量越高。以4年槽龄的废旧阴极炭块来看，电解质含量约30～40%，大体上主要是氟化钠和冰晶石，其余为少量的氧化铝、氟化钙、碳化铝和氰化物等。 炭渣和废阴极炭块是铝电解工业中不可避免排放的废渣。到目前为止，炭渣和废旧阴极炭块仍露天堆放，可溶性的氰化物和氟化物侵占土地、污染大气和水体，已经引起人们的高度重视。国内外的铝电解企业和相关研究人员已进行了大量的研究工作和工业试验。但是由于处理成本过高和易于引起二次污染，尚未开发出一种足够经济环保从而被铝电解企业所广泛接受和推广的处理工艺，以彻底解决炭渣和废旧阴极炭块的污染和资源浪费问题。 炭渣和废阴极炭块的主要组成是炭和电解质，都是铝电解工业所用的宝贵原料。为了避免环境污染和提高经济效益，需要采用合理技术实现炭和电解质的分离回收。浮选法是一种低能耗、易操作的环保分离处理技术。东北大学对炭渣和废阴极炭块无害化和资源化进行了

耐火材料的基本知识

第一节耐火材料的基本知识 1、耐火材料的定义？ 耐火材料就是指耐火度不低于 1500℃的无机非金属材料。 2、耐火材料必须具备的基本性能？ （1）耐火度（2）高温体积稳定性（3）耐急冷急热性 3、耐火材料在电炉炼钢厂的应用？ （1）电炉炉衬、炉盖、炉底、炉坡、渣线修补料。 （2）精炼钢包包衬、包盖、滑动水口、透气砖系统。 （3）连铸中间包包衬、包盖、长水口、整体塞棒、浸入式水口。（4）模铸用漏斗砖，中注管，中心砖，汤道砖，尾砖，模底砖。 4、按耐火度不同，耐火材料可分几类？ （1）普通耐火材料，耐火度1580～1770℃； （2）高级耐火材料，耐火度1770～2000℃； （3）特级耐火材料，耐火度＞ 2000℃； 5、按化学矿物组成的性质不同，耐火度可分为几类？

（1）酸性耐火材料，如硅砖；（2）碱性耐火材料，如镁砖、白云石砖、镁碳砖；（3）中性耐火材料，如高铝砖、碳砖。 6、按外形尺寸的多少，耐火材料可分为几类？ （1）标准型耐火砖，外形尺寸≤4个；（2）普通型耐火砖，外形尺寸≤6个；（3）异型耐火砖，外形尺寸＜10个，带孔、槽、角；（4）特异型耐火砖，外形尺寸＞10，带多个孔、槽、角。 7、按外形耐火材料可分类为几类？ （1）耐火砖——具有一定的形状。（2）不定形耐火材料——散状实，需按所要形状进行施工用耐火材料。（3）耐火泥——砌砖填缝用耐火材料。 8、学习耐火基本知识的目的？ （1）掌握基本技能，科学合理使用耐火材料。 （2）掌握使用特性，防止穿炉、穿包、漏钢、跑钢事故发生。 （3）掌握使用规律，不断提高炉衬，包衬使用寿命，降低炼钢生产成本，减轻劳动强度，提高经济效益。 第二节耐火材料的基本性能 9、什么叫气孔率？

铝电解固体废弃物简介

铝电解槽废弃固体材料的综合利用 一、废旧阴极炭块的无毒化处理及综合利用 1、前言 2014 年我国原铝产量约2400万t（见表1），预计2015年全国电解铝产量将超过3000t，原铝产量连续11年居世界第一位。我国铝电解工业的技术装备水平已经进入世界先进行列，300KA、400KA、500KA系列大型铝电解系列已逐渐成为我国的主流电解槽，其经济技术指标也达到国际先进水平。 但我国的电解槽寿命与国外先进水平还有一定的差距。我国电解槽寿命一般在5～6年，而国外可以达到7～8年。铝电解槽在使用一段时间之后就要进行停槽大修。电解槽停槽后于槽钢壳中取出的废旧阴极炭块是铝电解过程中产生的数量巨大的固体废料，目前，我国在铝电解生产过程中产生的废旧阴极碳块大多采用堆存或填埋处理，而废旧阴极炭块是含氟量极高的危险废弃物，又由于废旧阴极炭块常含有少量的氰化物，这些氟化物和氰化物对环境将造成非常不好的影响，因此需要进行无害化处理。 通常情况下，每生产1t原铝约产生10～15kg废旧阴极炭块。照料此推算，目前我国每年将产生约22万t的废旧炭阴极，相当于每年丢弃电解质6万t，丢弃能源材料阴极炭7万t，同时有约3万t有害氟化物和约450t剧毒氰化物威胁着电解铝厂当地的生态环境，既浪费了价格不菲的电解质和阴极炭，又带来了严重的环境污染问题。如果加以利用，变废为宝，既能保护环境，又可以解决资源问题，符合我国可持续发展战略的要求。 表1：2014年1～12月我国主要地区原铝产量统计表 我国主要地区铝电解产生固体废料统计表 我国主要地区铝电解槽大修需用侧部异型炭块统计表

2、废旧阴极的组成与结构 1)废旧阴极中电解质的组成： 通过对铝电解槽废旧阴极炭块进行物相分析，得到废旧阴极的具体组成为（见表2）: 炭（C），冰晶石（Na3AlF6）、氧化铝(α-Al2O3，β-Al2O3) 、氟化钠(NaF) 、氟化钙( CaF2) 等，而跟据电解槽的部位不同，各组分的含量又存有差异。

中国铝用阴极炭块的现状与发展

CARBON TECHNIQUES 炭 素 技 术 2011年第4期 第30卷 2011№4Vol．30 作者简介：潘三红 男 汉族，1967年12月生，工程师，现 从事炭素生产工艺技术研究与管理工作，在《炭素技术》发表论文11篇，获省部级科技进步奖1项，主编的《铝用炭素煅烧工培训教材》由中国矿业大学出版社出版。收稿日期：2011－02－01 中国铝用阴极炭块的现状与发展 潘三红，米寿杰 （山东兖矿炭素制品公司，山东邹城 273500） 摘要：阐述了铝用阴极炭块与电解铝产量和技术的发展关系，简述了我国铝用阴极炭块质量的技术改进措施和取得的技术 进步，并针对存在的问题提出了发展思路。关键词：阴极炭块；电解铝；技术进步中图分类号：TQ127．11;TF821 文献标识码：B 文章编号：1001-3741（2011）04-41-04 Situation and development of cathode carbon blocks for aluminium in China PAN San -hong,MI Shou -jie （Yankuang Carbon Co.,Ltd.,Shandong Zoucheng 273500，China ） Abstract:The relations between the output of cathode block and electrolytic aluminium and the technical development were summarized in this article.The measures for improving the quality of cathode block and technology advancement were described,and the problems existed were put forth. Key words :Cathode block;electrolytic aluminium;technology advancement 1铝用阴极炭块的发展历程 铝用炭素材料是铝电解用炭素材料的简称，在 炭素材料中产量和用量最大。根据炭素材料在电解槽中的位置和作用不同，铝用炭素材料可分为铝用阳极材料和铝用阴极材料两大类（包括糊类和炭块类新产品）。铝用阴极炭块是以煅烧无烟煤、人造石墨、石油焦等为骨料，煤沥青等为黏结剂制成的，主要用于铝电解槽炭质内衬。这类炭素材料经过加工、砌筑或捣固，构成铝电解槽槽底和槽侧壁的主体，用于盛装铝电解反应所需的电解质和生产的铝液，并将电流通过嵌入阴极中的钢棒导出槽外。 铝用炭素材料具有抗高温、耐腐蚀、导电性能好等特性，因此，自从1886年霍尔（Hall ）和埃鲁特（Heroult ）发明电解法生产金属铝以来，就一直被用作铝电解槽的内衬和导电阴极。最初使用的是用炭糊捣打成的整体炭素阴极；1920年出现了预焙阴极炭块，为提高抗电解质侵蚀能力，现在用煅烧无烟煤为骨料进行生产，并称之为普通阴极炭块；本世 纪50年代开始使用石墨及半石墨阴极炭块，这种材料比普通炭块导电、导热性能好，耐电解质侵蚀能力强，有较好的强度和抗热震性能；惰性阴极材料（如TiC 、NbN 、TiB 2等）、SiC 侧部材料是铝电解槽的新型阴极材料。 中国铝用阴极炭素材料的生产是与铝工业同步发展起来的，1954年第一个铝厂———抚顺铝厂投产，以后其他铝厂陆续投产建设，与其相适应的铝用炭素材料也逐步发展起来。在20世纪50年代初，吉林炭素厂年产2000t 阴极炭块及配套糊料生产线建成投产。其后，陆续建成的兰州炭素厂、上海炭素厂、山西炭素厂都生产阴极炭素材料。20世纪70年代，我国已能生产规格为400mm ×400mm 普通阴极炭块，全国的生产规模约为1.7万t （含糊 0.4万t ）。20世纪80年代初贵州铝厂从日本引进了 以电煅无烟煤为主要原料生产阴极炭块和配套阴极糊料的生产线，可以生产规格为3250mm ×515 mm ×450mm 的半石墨阴极炭块及其配套半石墨阴极糊，供大型预焙电解槽使用，1992年扩建后产能达2.0万t ，其中含糊料0.6万t ，使我国阴极炭素材 料生产的装备水平、产品质量有很大提高。“七五”、“八五”期间，国家实行“优先发展铝”的方针，阴极材料的生产得到迅速发展，有30余家中小企业先后投产。20世纪90年代中期以来，全国铝用阴极材

铝电解槽材料属性

附件3 铝电解槽内各材料属性 1号材料：阴极炭块 温度：200,400,600,800,900,1000 导热系数：10.92,11.84,12.76,13.68,14.14,14.6 2号材料：阴极钢棒 温度：200,400,600,800,900,1000 导热系数：16.93,16.06,14.94,13.69,13.09,12.40 3号材料：阴极钢棒糊 温度：200,400,600,800,900,1000 导热系数：2.82,3.34,4.74,7.02,8.16,9.30 4号材料：阳极炭块 温度：200,400,600,800,900,1000 导热系数：4.30,4.63,4.97,5.30,5.47,5.64 5号材料：阳极钢爪 温度：200,400,600,800,900,1000 导热系数：64,53.2,42.4,31.6,26.2,20.8 6号材料：槽帮 温度：200,400,600,800,900,1000 导热系数：1.29,1.31,1.34,1.37,1.38,1.39 7号材料：捣鼓糊 温度：200,400,600,800,900,1000 导热系数：0.34,0.34,0.34,0.34,0.34,0.34 8号材料：氧化铝覆盖料 温度：200,400,600,800,900,1000 导热系数：0.8,0.8,0.8,0.8,0.8,0.8 9号材料：第四层内衬 温度：200,400,600,800,900,1000 导热系数：0.593,0.867,1.141,1.415,1.552,1.689 10号材料：第三层内衬 温度：200,400,600,800,900,1000 导热系数：0.22,0.22,0.22,0.22,0.22,0.22

钢包用耐火材料

钢包用耐火材料 1 镁碳砖 2 镁碳砖 3 镁铝碳砖 4 镁钙碳砖 5 铝镁无碳砖 6 自流浇注料 7 永久层整体浇注料 8 工作层浇注料 9 上下水口 10 水口座砖 11 高温烧成滑板 12 耐火泥浆 镁碳砖系列 我公司的镁碳砖系列产品采用高纯、高致密镁砂或大结晶电熔镁砂和鳞片石墨为主要原料，添加适量的抗氧化剂，以酚醛树脂为结合剂，经高压成型和低温热处理制成。该系列产品具有耐火度高、强度高、抗渣性好、热震稳定性好等优点，主要用于钢包包壁、包 底、渣线部位，并可根据具体生产情况选择不同牌号的产品。 镁碳砖主要理化指标 牌号Hger-MT-10A/B/C Hger-MT-12A/B/C Hger-MT-14A/B/C A B C A B C A B C MgO％80 78 76 78 76 74 76 74 72

≥ C％ ≥ 10 10 10 12 12 12 14 14 14 显气孔率％ ≤ 4 5 6 4 5 6 4 5 6 体积密度 /g.cm-3 ≥ 3.0 2.95 2.95 2.98 2.96 2.95 2.95 2.93 2.90 耐压强度 /MPa≥ 40 35 30 40 35 30 40 35 30 高温抗折强度/MPa≥8 7 6 8 7 6 12 10 8 1450℃,30min 应用钢包包壁、包底、渣线 镁铝碳砖系列 我公司的镁铝碳砖系列产品采用电熔镁 砂、电熔刚玉和大鳞片石墨为主要原料，以酚醛树脂为结合剂，经高压成型制 成，具有强度高、抗侵蚀、抗冲刷等优点，主要 用于钢包包壁、包底部位。 镁铝碳砖主要理化指标 牌号Hger-MLT 50Hger-MLT 60 Hger-MLT 65 Hger-MLT 70 Hger-MLT 75 Hger-MLT 80 MgO％ ≥ 50 60 65 70 75 80 AL 2O 3％ ≥ 30 20 15 10 8 4 C％ ≥ 8 8 8 8 8 8 显气孔 率％≤ 8 8 8 8 8 8 体积密度 /g.cm-3 ≥ 2.85 2.90 2.90 2.90 2.90 2.95 耐压强度 /MPa≥ 35 40 40 40 40 45 应用钢包包壁、包底

行业标准《铝电解用石墨质阴极炭块》编制说明

YS/T 623-201X 铝电解用石墨质阴极炭块 编制说明 （送审稿） 中铝贵州分公司 2012.2.13

YS/T 623-201X铝电解用石墨质阴极炭块编制说明 （送审稿） 1、任务来源 根据工业和信息化部《关于印发2011年第二批行业标准制修订计划的通知》（工信厅科[2011] 134号）及有色标委[2011] 23号关于转发2011年第二批有色金属行业标准制（修）订项目计划的通知安排，有色行业标准《铝电解用石墨质阴极炭块》由中国铝业贵州分公司、青铜峡青鑫炭素、山东兖矿炭素、山西晋阳碳素、郑州浩宇炭素、宁夏宁平炭素、云南万盛炭素负责起草，由山西三晋炭素、方圆集团鲁山新兴炉衬材料有限公司参加起草。项目编号2011-0901T-YS，项目起始年限为2011年，完成年限为2012年。 2、主要起草单位概况与优势 中国铝业贵州分公司位于贵州省贵阳市白云区境内，离贵阳市老城区和市政府所在地—金阳新区，分别约为15公里和8公里左右。有自备的铁路和公路专用线与国铁干线和210国道相连，具有地理位置优越和交通便利的优点。现有员工8000人，各类专业工程技术人员600余人。 该公司旗下的碳素厂，早期的生产工艺和设备于上世纪八十年代全套从日本引进，是一个能生产各类阴、阳极制品的综合企业，已具有三十余年的生产经历，率先开发出各类形状和结构的预焙阳极、半石墨质阴极碳块、高石墨质系列阴极碳块、全石墨质阴极碳块、石墨化阴极碳块、各类阴极捣固糊、电极糊以及各种规格的高炉碳砖和微孔砖。现已形成年产阳极制品23万吨、阴极制品和各种冶炼炉专用材料2.5万吨的综合生产能力。 3、工作简况 计划下达后，由中铝贵州分公司负责，组织成立了起草小组，主要进行以下工作： 1）确立标准起草遵循的基本原则； 2）收集相关技术资料； 3）查阅国外先进标准； 4）确定产品主要技术内容； 5）对全国主要生产厂家的产品进行取样 6）对样品进行分析测试； 7）根据测试数据确定技术指标取值范围； 8）编写征求意见稿草案； 9）形成最终送审稿。 4、标准制定原则与标准的主要内容 4.1 标准制定遵循以下的基本原则 A、实事求是原则 按照我国自然资源、生产、使用、流通和法规等实际情况。 B、科学、合理原则 参照法国沙瓦公司的指标体系和产品标准，积极采标，做到技术先进、指标科学与合理。 C、用户为主的原则 D、和谐一致的原则 与本标准相关联的分析标准和分析方法要协调一致和衔接配套，并符合我国标准体系的

铝电解槽废阴极炭块组成特性及浮选无害化处理试验线生产应用现状

铝电解槽废阴极炭块组成特性及浮选无害化处理试验线生 产应用现状 铝电解槽废阴极炭块组成特性及浮选无害化处理试验线生产应用现状 1 1 2 魏应伟谷万铎王兆文 (1.伊川电力集团总公司，河南伊川 471300; 2.东北大学，辽宁沈阳 110004)摘要:本文分析了铝电解槽废阴极炭块的组成及特性，简要介绍了国内外处理废阴极炭块的方法;通过对伊川电力集团废阴极炭块无害化处理与综合利用的研究和 3000 吨/年浮选试验线建设运行的经验，使废阴极炭块污染问题得以彻底解决。关键词:废阴极炭块;无害化;炭粉铝电解槽废阴极炭块是铝电解工业中排放的不可避免的废料，新阴极在电解槽经过 4-8 年的使用，其成分已由初始的无烟煤型碳发生变化，碳大部分转变成。电解过程中由于阴极被电解质和铝液所渗透，有将近一半石墨型碳?ù笤?80)的电解质和几乎全部铝液在电解过程中(渗入后)发生反应。整个废阴极内衬的组成中，氟化物占约 35wt，氧化物占约 14wt，同时还有微量的氰化物。氟化物主要包含 Na3AlF6， CaF 氧化物主要为 Al2O3， NaF， 2， Na 而氰化物主要是 NaCN， 4FeCN6和 Na3FeCN6。氟化物和氰化物是对环境有害的物质，必须将其减量化和无害化。在国家重大产业技术开发专项的支持下，我们对废阴极炭块的无害化与综合利用进行了研究，并建设了3000 吨/年废阴极浮选试验生产线，目前已投入运行一年多时间。1 废阴极炭块的组成及特性1.1 废旧阴极炭块的成分分析废阴极炭块取自伊川电力集团 300KA 铝电解槽 5 年大修材料，逐级破碎后取样。研究对缩分、研磨后的原料采用美国利克公司的定硫定碳仪(灼烧,红外光谱法)进行了测定，得原料中碳的含量为 48.3。经分析，电解槽使用前的阴极炭块(石墨化度为 20)的碳含量为 92，其中含Al 0.12，Fe 1.38，Ca 0.28，SiO2 1.54。此处所指电解质为废阴极炭块中除碳之外的部分，因此由减量法得出原料中电解质的含量为 51.7。为进一步确定电解

铝电解槽全石墨化阴极碳块的应用

铝电解槽全石墨化阴极碳块的应用 全石墨化阴极碳块的优越性能主要表现为降低炉底压降和延长电解槽的使 用的寿命。 一、全石墨化阴极炭块试验电解槽的内衬及筑炉工艺改进。 1、在不违背电解槽三场设计原则的前提下,我们对试验槽的内衬结构进行了合理的设计优化，以增强电解槽底部隔热保温性能和减少全石墨化阴极散热率高的负面影响。 （1）在保证炉膛深度不变的前提下，在试验槽炉底增加了一层厚10mm的石棉板，并相应减少10mm厚的干式防渗料，加强了炉底保温。 （2）试验槽投入运行后，在槽壳底部和各阴极方钢出口端，增添了20mm 厚的硅酸铝纤维粘保温层，减少了槽底和阴极方钢散发的热量。 2、根据碳素公司多年来的生产经验，设计方案中，我们选用了冷捣式全石墨质阴极碳间糊进行筑炉。其筑炉方案及其它所用材料按原方案要求保持不变。 二、电解槽启动及运行情况： 1、焙烧启动： 两试验槽于2004年12月通电焙烧，其焙烧启动一切正常。均采用焦粒—石墨粉混合料(石墨粉含量30%)焙烧工艺和无效应湿法启动。用分流片进行分流控制电流上升速度与温度上升速度。起步电流21KA，瞬间冲击电压4.17V，相比其它常规槽通电时瞬间电压（5.3～6V）要低1伏多。 焙烧过程中，从测量阳极和阴极导电棒的电流分布情况得知：试验槽的电流分布十分均匀，整个焙烧过程的槽电压相对较低。全石墨化阴极炭块的电阻率低的特点已明显表露出来，均匀焙烧，对延长电解槽使用寿命有着良好的影响。 2、启动后期的管理与调整： 保持高分子比建炉膛，确保槽温缓慢有序地下降，伴随炉膛建立过程，逐步降低电压和增加保温料。在三个月非正常期将槽设定电压逐步降至4.16伏（对比槽设定电压为4.20V）。此时检测电解极距为：5～5.5cm，从启动后第2天开始，按规定检测炉底电压降。 试验槽转入非正常期运行后，由于缺乏对试验槽后期建炉膛管理上的技术及经验，试验槽运行前半年热平衡始终未能达到最佳状态，槽电压偏高，再加上基层生产操作管理上的习惯性人为干扰，给现场电解微机的正常运行及自动控制带来了不利影响，致使试验槽启动后前半年（2005年1月～8月），槽工作电压居高不下（与正常槽工作电压相当），炉膛尚未完全规整和建立，槽电流效率偏低（4月～8月平均为93%左右）。 3、2005年8月，修改完善相应的工艺技术管理方案；在试验槽槽壳外围各阴极方钢端部用包裹硅酸纤维粘的办法减少阴极方钢散热量；在2台槽壳外底部加上一层20mm硅铝毡，加强保温；加强现场生产检查与监督；管理规范一线员工不良操作习惯；尽量减少人工对现场计算机的干扰；并将试验槽设定电压按照10～20mv/次的下降规律逐渐下降，最终将其稳定在了目前最合适的最低设定电压4.16V上。试验槽达到了稳定的热平衡状态。

大中型铝电解槽筑炉规程

大中型铝电解槽筑炉规程 2012年12月

目录1．总则 2．砌筑的工艺流程 3．槽内衬的砌筑 3．1槽壳的检查及砌筑基准线的确定3．2槽底部的砌筑 3．3阴极炭块组的制作 3．4阴极炭块组的安装 3．5槽周围的砌筑 3. 6侧部块的砌筑 3．7扎固

1.总则 1.1筑炉之前，施工单位应对电解槽阴极结构图纸仔细核查，若发现问题应及时与设计单位联系，协商解决。 1.2砌筑工作必须在电解厂房（包括厂房内的吊运设备）和有关辅助系统基本建成的条件下进行，应做好筑炉前准备工作。在冬季施工时，室内温度不得低于＋5度。 1.3 各个工序都必须建立完善的检查及验收制度。 1.4 筑炉材料必须满足技术要求的规定。 2.砌筑的工艺流程 槽壳的检查－>槽底部的砌筑－>阴极炭块组的制作－> 安装阴极炭块组－>槽周围的砌筑－>侧部块和角部炭块的砌筑－>扎固 3.槽内衬的砌筑 3.1 槽壳的检查及砌筑基准线的确定。 砌筑前应按图纸的要求检查槽壳的制造公差是否满足制作、安装规程的要求；同时按电解槽槽壳制作、安装规程检查槽底安装后的平面度。经检查合格后填写合格证方能进行内衬的砌筑。 检查合格后将槽壳的内膛清扫干净，画出内衬砌筑各层的基准线。基准线应以槽壳底板水平线为准按图纸要求找出阴极钢棒与槽壳窗口安装的中心线（以确保阴极钢棒位于槽壳窗口中心为原则）。

3.2 槽底部的砌筑 3.2.1 铺绝热板（硅酸钙板） 铺绝热板应从槽横轴线中心线往两端铺，不铺成通缝，并用木锤轻轻的打紧。缝隙应不大于1mm，并用干式防渗料填满绝热板与槽壳四周的空隙。绝热板的规格按图纸要求。当绝热板由于运输或操作而破损时，必须用锯切的方法重新加工，其规格必须大于等于设计规格的1/3方能使用。 3.2.2 干法砌筑保温砖 两层保温砖在绝热板（硅酸钙板）上干砌，层间砖缝交错。砖缝（含卧缝）1mm，可用氧化铝粉填满，保温砖距槽壳的四周填充干式防渗料。 3.2.3 装填、压实干防渗料 3.2.3.1工具和设备 往复式平盘振捣机1台，振动频率6500rpm，重量110Kg，平盘650×550mm，BX-12型。（由供货厂家提供） 木板粑2把，长柄无齿，柄长1800mm，粑面600×200×20mm。 木质刮扳1根，30×100mm，长度应与电解槽内衬宽度相配合，也可用40×60×5角钢代替。长柄方铁锹2把，彩条塑料布～65m2，能覆盖整个槽底。胶合板若干张。 3.2.3.2装填干防渗料

铝电解用石墨质阴极炭块(标准状态：现行)

I C S71.100.10 Q52 中华人民共和国有色金属行业标准 Y S/T623 2012 代替Y S/T287 2005,Y S/T623 2007 铝电解用石墨质阴极炭块 G r a p h i t i f e r o u s c a t h o d e c a r b o nb l o c k f o r a l u m i n i u me l e c t r o l y s i s 2012-12-28发布2013-06-01实施

前言 本标准按照G B/T1.1 2009给出的规则起草三 本标准代替Y S/T287 2005‘铝电解用半石墨质阴极炭块“和Y S/T623 2007‘铝电解用高石墨质阴极炭块“三 本标准与Y S/T287 2005和Y S/T623 2007相比主要差异如下: 将半石墨质阴极炭块和高石墨质阴极炭块的牌号合并,并重新对各牌号产品进行了规定; 对热膨胀率指标和钠膨胀率指标进行统一,取消了电解膨胀率指标; 对真密度二耐压强度二表观密度和室温电阻率进行了修订; 删除了Y S/T287 2005中气孔率指标二B S L-2牌号以及附录A和附录B; 增加了G S-C侧部炭块牌号; 增加了侧部炭块参考指标项目三 本标准由全国有色金属标准化技术委员会(S A C/T C243)归口三 本标准负责起草单位:中国铝业股份有限公司贵州分公司二中电投宁夏能源铝业青鑫炭素有限公司二山东兖矿炭素制品有限公司二山西晋阳碳素股份有限公司二云南铝业股份有限公司二宁夏宁平炭素有限责任公司二郑州浩宇炭素材料有限公司三 本标准参加起草单位:山西三晋碳素股份有限公司二方圆集团鲁山新兴炉衬材料有限公司三 本标准主要起草人:白强二何璞睿二段学良二侯新二陈晓军二刘志祥二刘祯二席兆阳二赵伟荣二张涛二曹培峰二周昌贤二李春虎二吴建国二胡建栋二柏登成二叶乐二乔继承二陈爱民二姜浩三 本标准所代替标准的历次版本发布情况为: Y S/T287 1999二Y S/T287 2005; Y S/T623 2007三

年无害化处理3万吨废阴极炭块再生能源项目可行性研究报告真实精品报告

XXXX有限公司 年无害化处理3万吨废阴极炭块再生能源 项目 可行性研究报告 编制单位：北京中投信德工程咨询有限公司 高级工程师：高建

目录 第一章总论 (1) 1.1项目概要 (1) 1.1.1项目名称 (1) 1.1.2项目建设单位 (1) 1.1.3项目建设性质 (1) 1.1.4项目建设地点 (1) 1.1.5项目负责人 (1) 1.1.6项目投资规模 (1) 1.1.7项目建设规模 (2) 1.1.8项目资金来源 (2) 1.1.9项目建设期限 (2) 1.2项目承建单位简介 (3) 1.3编制依据 (3) 1.4编制原则 (4) 1.5研究范围 (4) 1.6主要经济技术指标 (4) 第二章项目背景及必要性可行性分析 (6) 2.1项目提出背景 (6) 2.2项目的发起缘由 (6) 2.3项目建设必要性分析 (7) 2.3.1积极响应我国新时期绿色发展理念号召的现实举措 (7) 2.3.2顺应我国环保事业快速发展的需要 (8) 2.3.3推动废旧资源再利用，提高资源利用效率的需要 (9) 2.3.4符合土默特右旗新型工业园区长期发展规划 (10) 2.3.5促进包头市及周边电解铝产业可持续发展的需要 (11) 2.3.6促进经济发展模式转变的迫切要求 (11) 2.3.7增加当地就业带动产业链发展的需要 (11) 2.4项目建设可行性分析 (12) 2.4.1政策可行性 (12) 2.4.2市场可行性 (15) 2.4.3技术可行性 (15) 2.4.4管理可行性 (15) 2.5可行性分析结论 (16)

第三章行业市场分析 (17) 3.1我国资源综合再利用产业前景分析 (17) 3.2我国资源综合利用产业的发展意义分析 (18) 3.3包头市固体废弃物处理情况分析 (19) 3.4电解铝固体废弃物的组成及危害分析 (25) 3.5项目实施意义及市场前景分析 (28) 3.6项目电极糊产品市场应用及需求前景分析 (28) 3.7市场分析结论 (30) 第四章项目建设条件 (31) 4.1地理位置选择 (31) 4.2区域投资环境 (31) 4.2.1区域地理位置 (31) 4.2.2区域地形地貌条件 (32) 4.2.3区域气候条件 (32) 4.2.4区域自然资源条件 (32) 4.2.5区域交通运输条件 (34) 4.2.6区域经济发展条件 (36) 第五章总体建设方案 (37) 5.1总图布置原则 (37) 5.2土建方案 (37) 5.2.1总体规划方案 (37) 5.2.2土建工程方案 (38) 5.3主要建设内容 (39) 5.4工程管线布置方案 (39) 5.4.1给排水 (39) 5.4.2供电 (41) 5.5道路设计 (43) 5.6总图运输方案 (43) 5.7土地利用情况 (43) 5.7.1项目用地规划选址 (43) 5.7.2用地规模及用地类型 (44) 第六章产品及技术方案 (45) 6.1主要产品方案 (45) 6.2执行标准 (45) 6.3产品价格制定原则 (45) 6.4工艺技术方案 (45) 6.4.1产品工艺方案选择 (45) 6.4.2产品工艺方案 (46)

铝用阴极炭块安全生产规范

铝用阴极炭块安全生产规范 1 范围 本标准规定了铝电解用阴极炭块安全生产的基本安全要求和设备设施安全作业要求等。 本标准适用于铝电解用阴极炭块生产企业的设计、施工、安装、生产和设备检修、维护中的安全管理。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB 3095 环境空气质量标准 GB 4053.1 固定式钢直梯安全技术条件 GB 4053.2 固定式钢斜梯安全技术条件 GB 4053.3 固定式工业防护栏安全技术条件 GB 4053.4 固定式工业钢平台安全技术条件 GB 4387 工业企业厂内铁路、道路运输安全规程 GB 8958 缺氧危险作业安全规程 GB 8978 污水综合排放标准 GB 12348 工业企业厂界噪声标准 GB 15600 炭素生产安全卫生规程 GB 15630 消防安全标志设置要求 GB 16297 大气污染物综合排放标准 GB 18218 危险化学品重大危险源辨识 GB 50034 工业企业照明设计标准 GB/T 11651 个体防护装备选用规范 GBZ 1 工业企业设计卫生标准 AQ/T 9002 生产经营单位安全生产事故应急预案编制导则 电监［2011］23号发电企业安全生产标准化规范及达标评级标准 国电发［1999］579号汽轮机运行规程 3 基本安全要求 3.1 设计 3.1.1 新建、改建及扩建项目的安全设施，职业健康安全、环保设施，应与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用。安全设施的投资应纳入建设项目概算。 3.1.2 建设工程的安全设施设计，应由具有相应资质的设计单位承担，必要时需经安全生产监督管理部门审查同意。安全设施设计若作重大变更，须经原设计单位同意，并报原审查部门审查同意。建设工程初步设计文件应有安全生产、职业健康、环境保护、消防专篇文件，安全卫生设计应贯穿于各专业设计之中。3.1.3 建设项目的安全设施设计应当包括主要灾害的防治措施。所确定的设施、设备、器材等应当符合国家标准和行业标准。 3.1.4 设计应技术先进，经济合理，安全可靠。应优先选用安全程度高的工艺与设备，以提高机械化与自动化水平，减轻操作者的劳动强度，减少人身危害因素。 3.1.5 对引进国外技术项目或设备配套项目的设计，应符合国家有关安全生产的法律法规。 3.1.6 厂房设计应考虑良好的通风散热、防洪防雪、采光照明等外部环境条件。 13

300kA铝电解槽阴极破损机理研究

收稿日期:2006 06 27 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50304033);辽宁省博士启动基金资助项目(20041010) 作者简介:任必军(1968-),男,河南沁阳人,东北大学博士研究生;邱竹贤(1921-2006),男,江苏海门人,东北大学教授,博士生 导师,中国工程院院士 第28卷第6期2007年6月东北大学学报(自然科学版)Journal of Northeastern U niversity(Natural Science)Vol 28,No.6Jun.2007 300kA 铝电解槽阴极破损机理研究 任必军,石忠宁,刘世英,邱竹贤 (东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳 110004) 摘 要:研究了300kA 大型铝电解预焙槽的阴极破损机理,电解槽停止运行后通过干法剖炉,现场取样分析与观测,研究阴极炭块破损现象,阴极炭块发生断裂、漏眼,表面存在腐蚀坑 由钠渗透、阴极生成碳化铝、电毛细现象、铝和电解质等向阴极炭块缝隙渗透是造成阴极膨胀开裂的原因 分析了影响槽寿命的因素,认为提高阴极质量,加强电解槽启动初期管理,并通过采用石墨化阴极等新材料新技术,不但可降低炉底压降,形成完好的炉帮,而且有效地提高槽寿命 关 键 词:铝电解;阴极;炭块;破损机理 中图分类号:T F 821 文献标识码:A 文章编号:1005 3026(2007)06 0843 04 Deterioration Mechanism of Cathode in 300kA Prebaked Anode Aluminum Reduction Cells REN Bi j un ,SHI Zhong ning ,LI U Shi ying,QI U Zhu x ian (School of M ater ials &M etallurgy,Nor theastern U niversity,Shenyang 110004,China.Correspondent :REN Bi jun,E mail:r enbijun @) Abstract:The deterioration mechanism of a 300kA large scale prebaked aluminum reduction cell w as studied.After a shutdow n,the cell was dissected dryly for sampling analysis and observation,then the deterioration of carbonized cathode w as investigated,such as breakage,leaks and surface corrosion pits.It w as revealed that the causes of cathode 's expansion cracking are mainly the sodium penetration,Al 4C 3formed on cathode surface,electrocapillarity and electrolyte penetration into cathode gaps.Discusses the influencing factors on the serv ice life of the cells w ere carried out.T o leng then the service life of the reduction cell,the follow ing measures are reg arded as efficient and sugg ested to take:im proving the quality of carbonized cathode,strengthening the management of electrolysis cell from the very beg inning and introducing such new ly developed m aterials and technolog ies as the graphitized cathode.In this w ay the voltage drop on cell bottom can be decreased so as to maintain well the cell w all.Key words:aluminum electrolysis;cathode;carbon block;deterioration mechanism 目前铝电解工业的电解槽容量越来越大,2001年开始,电流为300kA 的大型铝电解槽陆续在河南、山东、山西等省份得到推广应用[1] 随着大容量电解槽技术的不断进步,其综合指标均表现不俗,不但产能高,而且一些电解槽电流效率达到94 5%以上,直流电耗13000kWh/t [2-3] 但是,我国大型预焙槽的寿命较短,原因主要是新建厂经验不足,工期较紧、匆忙上阵,材料采购、筑炉与生产管理不到位等所致 电解槽开动一年半 之内,因阴极内衬破损而停槽大修称为早期破损 文献[4]指出我国电解槽阴极内衬破损、电解质渗漏和渗透的类型可分为侧部漏铝、侧部漏电解质、钢棒孔漏铝、钢棒孔漏电解质、底部漏铝、底部漏电解质、槽壳侧部发红、槽壳底部发红、严重熔化钢棒、侧部炭块上抬等10种类型 电解槽渗漏的主要原因是由于炭衬材质、施工质量及焙烧启动和早期生产温度不合理等,其中焙烧启动和生产时温度剧烈波动是早期破损的