应用

铝电解用阳极糊

生产一吨铝大约需要500公斤碳阳极。

在作为最重要有色金属的铝的工业生产中,所谓的阳极糊起着核心作用。

铝的卓越特性使其拥有众多应用可能性:

  • 例如高比强度,这使得与钢相比,相同强度的部件重量仅为其一半。这一点在轻量化、航空和车辆制造中尤其受到重视。
  • 良好的导电和导热性能使其成为电气工程和能量传输领域的优选材料。
  • 铝是一种多功能材料,以其耐用的氧化层为特点。这层氧化层使额外的保护涂层变得多余,因为该材料能够抵抗"正常"的环境影响,如氧气、盐水、高温和低温。
  • 铝的高可回收性在许多应用中发挥着重要作用。

典型应用领域

铝元素在地壳中是继氧和硅之后第三丰富的元素,也是地壳中含量最高的金属。它仅以化合物形式存在。19世纪初,人们成功提取出纯度较高的铝,1886年,查尔斯·马丁·霍尔和保罗·埃鲁几乎同时、独立地发明了熔盐电解法。

这一以他们命名的工艺,经过多次改进,至今仍是工业上的标准流程。该工艺本质上是一种通过施加直流电压强制进行的氧化还原反应:从铝土矿中提取的氧化铝以碳作为还原剂。

这种碳通过阳极连续供给,与氧结合生成一氧化碳和二氧化碳气体,并相应燃烧消耗。在阴极,还原出的铝析出并可被导出。生产1吨铝大约需要500千克阳极。上述电解过程中所需的纯电极,只能使用特殊的焦炭品种制造。

因此,使用特种焦炭,例如可大量获取的石油焦。作为粘结剂,将煤焦油沥青添加到焦炭粉料中。这种沥青是焦油蒸馏后的残留物。在常温下,它呈固态,易于粉碎。

在热作用下,它会熔化成低粘度液体,熔点根据分子量不同为95°C至120°C。为了获得用于制造电极的、具有正确配比的基础物料,需要相应的处理设备。运抵的石油焦被预先破碎、仔细干燥、研磨、过筛、分选,并根据粒度严格分离,储存在不同的料仓中。

根据规定的配方,精确计量添加特定比例的焦炭颗粒,预热后,在加热的BUSS混炼机中与粘结剂混合。粘结剂直接注入混炼机的加工区。粘结剂的作用是包裹焦炭颗粒,渗入其孔隙,并将它们粘合在一起,形成糊状或浆状物料。

物料离开混炼机后,根据用途,通过振动压实机成型为块状阳极(用于预焙阳极),或加工成团块(用于自焙电极)。电解过程完全连续进行,不会中断。阳极的供应必须时刻得到保障。采用所谓的“Prooven Technology”以及由此带来的设备最高可靠性至关重要。

深入了解我们在铝行业的可能性

优势BUSS 混炼技术在阳极糊料加工中的优势

螺杆轴的动态节流装置与经过验证的瓣式喷嘴技术相结合,确保了稳定的混合过程以及持续高质量的阳极糊料制备,即使在原材料成分发生变化时也是如此。

KX 工艺段的水平剖分设计可实现混合与捏合螺杆的快速更换,并为维护作业提供便捷安全的工艺腔体通道。此外,该设计还支持工艺部件的快速简便更新。

电加热系统取代了HTM液体加热,从而消除了任何受伤或火灾风险。得益于基于成熟技术优化的设计,实现了最高的设备和生产可靠性。

通过增大剪切间隙并结合动态节流,可降低压力峰值,并显著减少焦炭颗粒的破碎。由此实现更高的导电性、更低的烧损值,从而获得最高品质的阳极糊。

KX 工艺几何结构可在保持产品质量不变且无需更改螺杆配置的情况下,实现宽广的产量范围(最低可达额定产量的 40%)。

对混炼的要求 铝电解用阳极糊

自20世纪50年代以来,BUSS 混炼机一直是铝电解用阳极糊加工的首选混炼技术。该混炼系统能够出色地处理从最初4吨/小时到如今超过60吨/小时的产能需求。

通过技术和工艺的优化,近年来成功满足了甚至超越了因更高直流电压(>500 kA)和原料质量下降而提出的更高要求。

BUSS 技术相对于其他方案的优点可总结如下:

在连续混合过程中,通过高度可控的捏合工艺,每个焦炭颗粒都经历相同的混合强度和停留时间。温和的混合过程精确保持了阳极糊的粒度分布。这使得阳极块具有优异的物理性能,并在电解过程中实现最佳燃烧特性。

现有的两种规格可覆盖20-65吨/小时的所需产能。BUSS 混炼机及混炼系统在整个使用周期(通常长达数十年)内的可靠性、易损件及服务的可用性堪称传奇。现场数百台设备及持续新增的安装案例有力地证明了这一点。

典型的设备布局

探索我们的 KX 混炼机系列

BUSS 混炼机遍布全球

我们获得专利的混炼机如今遍布全球,助力客户进行铝材生产。借助BUSS混炼系统,我们的客户能够满足阳极糊混炼的所有严苛要求。

在阳极糊混炼中使用的混炼机数量

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