NO157905B

NO157905B - Anodepasta for bruk ved elektrolyseovner av soedeberg-typen for aluminium.

Info

Publication number: NO157905B
Application number: NO822368A
Authority: NO
Inventors: Yutaka Kawamata; Shunkichi Katsuki
Original assignee: Mitsubishi Chem Ind
Priority date: 1981-07-09
Filing date: 1982-07-07
Publication date: 1988-02-29
Also published as: CA1180179A; US4445996A; JPS589992A; NO157905C; NO822368L

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anodepasta for bruk ved elektrolyseovn for aluminium og nærmere bestemt angår denne en anodepasta for bruk ved elektrolyseovn av Søderberg-typen. for aluminium av den art som angitt i innledningen til krav 1.

Anodepasta for bruk ved anoden til elektrolyseovn av Søder-berg-typen for aluminium bli r vanligvis fremstilt av pulverisert koks slik som kalsinert tjærekoks eller petroleumkoks for å tilveiebringe pulverisert koks som et aggregat, til-legging av en egnet mengde bindemiddel slik som tjærekoks til aggregatet, knaing og således formet en pastalignende blanding, og størkning av den pastalignende blandingen i

en brikettlignende form. Den således fremstilte anodepastaen blir ført inn i en elektrolyseovn fra den øvre delen av anoden i en mengde tilsvarende dens forbruksmengde ved den nedre flaten av anoden og anodepastaen som utgjør den brente karbonanoden vil gradevis bevege seg nedover med forbruket av anoden ved elektrolysen.

Som viktig punkt ved utførelsen av karbonanoden dannet ved brenning av pastaen i løpet av elektrolysen vist ovenfor er nevnt følgende tre punkter:

(1) Karbonanoden skulle ha høy elektrisk ledningsevne.

(2) Mengden av karbonforbruket ved elektrolysens skulle være liten. (a) Ved følgende to reaksjoner skulle karbonforbruks-mengden på grunn av sekundærreaksjonen være liten (med andre ord skulle sekundærreaksjonen vanskelig forekomme).

(b) Mengden med anodekarboner som desintegreres som et flytende karbon på elektrolysebadets overflate

skulle være liten.

(3) Kontakten mellom piggen og anoden skulle være gunstig (der er tilfeller hvor anodekarbonet sprekker på grunn av termisk utvidelse og piggen og anodepastaens sammentrekning i løpet av brenningstrinnet gir dårlig kontakt mellom piggen og karbonet).

Ovenfor nevnte anodeytelser avhenger vanligvis av aggregåt-sammensetningen, bindemiddelsammensetningen, mengden av dem og lignende. Forholdet mellom anodeytelsen og en slik faktor har ikke blitt tilfredsstillende klarert.

Oppfinneren har gjort studie på anodepasta som kan vedlikeholde ovenfor nevnte ytelser når anoden er i en egnet tilstand og derav har han funnet at anoden med ekstremt gunstige ytelser kan bli utformet ved å opprettholde partikkelstørrelsesfor-delingen til aggregatet innenfor et spesifisert område og han kom frem til foreliggende oppfinnelse.

Det er et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en anodepasta for bruk ved elektrolyseovn for aluminium. Et annet formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en anodepasta for bruk ved elektrolyseovn for aluminium av Søderberg-typen.

Et ytterligere formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en anodepasta som kan danne en anode for elektro-lyseovnen for aluminium, hvor anoden har høy elektrisk ledningsevne, viser lite forbruk■,av karbon ved elektrolysen og hvor dens termiske sammentrekning eller krymping i løpet av stekingen er liten.

Ovenfornevnte formål blir tilveiebragt ved hjelp av en anodepasta av den innledningsvis nevnte art hvis karakteristiske trekk fremgår av krav 1.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av underkravene.

Foreliggende skal nå beskrives nærmere med henvisning til teg-ningene, hvor: Fig. 1 viser et forhold mellom partikkelinnholdet, hvor partikkelstørrelsen er mindre enn 0,08 mm i aggregatet og mengden av anodekarbonforbrukét i elektrolysen. Fig. 2 viser en kurve over forholdet mellom partikkelinnholdet med en størrelse mindre enn 0,08 mm i aggregatet og konsentrasjonsmengden'for anoden i løpet av brenningen i elektrolysen. Fig. 3 viser en kurve over forholdet mellom partikkelvekt-forholdet mellom partikler på en størrelse av 0,2 til 2 mm og partikler av en størrelse mindre enn 0,0 8 mm

i aggregatet og den spesifikke elektriske resistansen til anoden.

Som aggregat benyttet i anodepastaen ifølge foreliggende oppfinnelse kan være tjærekoks, oljekoks o.l.

Som det har blitt vist blir aggregatet blandet og knadd med et bindemiddel slik som tjærekoks til en pasta. Der er en optimal verdi for bindemiddelmengden som skal bli blandet med aggregatet og det er foretrukket å benytte i det minste en bindemiddelmengde tilstrekkelig til å fukte overflatene til alle partiklene i aggregatet. Mengden av bindemiddel benyttet ved foreliggende oppfinnelse er fortrinnsvis 20-32 vekt-% av summen av aggregat og bindemiddelvekt, og spesielt foretrukket er 22 til 26 vekt-%.

Ved foreliggende oppfinnelse blir:, ved styring av partikkelinnholdet med en størrelse mindre enn 0,08 mm i aggregatet til fra 20 til 35- vekt-%, mengden av anodekarbonforbruket i løpet av elektrolysen effektivt holdt ved et lavt nivå, og détte er klart vist på fig. 1 som viser forholdet mellom partikkelinnholdet til partikler med en størrelse mindre enn 0,08 mm i aggregatet og forbrukt mengde av anodekarbon ved elektrolysen.

Partikkelinnholdet med en størrelse på mindre enn 0,08 mm

i aggregatet er vist langs abscissen på fig. 1 (som vekt-%)

og anodekarbonforbruket ved den virkelige elektrolyseopera-sjonen sammenlignet med det teoretiske forbruket av anodekarbon som 100% mens det tas hensyn til strømvirkningsgraden og fordampningen av karbonet langs ordinaten, og som vist på fig. 1 blir den forbrukte mengden av anodekarbon ved elektrolysen av aluminium opprettholdt ved et lavt nivå i tilfelle hvor innholdet av partikler med en størrelse mindre enn 0,08 mm er 20 til 35 vekt-% av aggregatet, fortrinnsvis 23 til 27 vekt-% og spesielt foretrukket rundt 25 vekt-%.

Innholdet av partikler med en størrelse mindre enn 0,0 8 mm

i aggregatet gir en større virkning på sammentrekningshastigheten i løpet av dannelsen av anodekarbonet fra karbon-pasta ved brenning og dominerer kontakten mellom spissen og den således dannede anode.

Det skal bemerkes at sammentrekningshastigheten for anoden

på mindre enn 0,3% gir en gunstig kontakt. Ifølge fig. 2, hvor sammentrekningshastigheten til anoden er vist langs ordinaten og innholdet (i vekt-%) av partikler med en størrelse på mindre enn 0,08 mm i aggregatet er vist langs abscissen,

er sammentrekningshastigheten til anodekarbonet i løpet av vendingen nærmere 0,1 til 0,25% i tilfellet med partikler av en størrelse mindre enn 0,08'mm er 20 til 35 vekt-% av aggregatet. Det skal bemerkes at følgelig kan innholdet med partikler av en størrelse mindre enn 0,08 mm i aggregatet ifølge foreliggende oppfinnelse opprettholde sammentrekningshastigheten for karbonanoden i løpet av brenningen innenfor et gunstig område.

Vektforholdet mellom partikler av en størrelse på 0,2 til 2

mm og partikler i en størrelse av mindre enn 0,08 mm i aggregatet har en påvirkning på den elektriske ledningsevnen til anoden fremstilt derav. Fig. 3 viser forholdet mellom anodens elektriske ledningsevne og ovenfor nevnte vektforhbld,

hvor partikkelinnholdet med en størrelse mindre enn 0,08 mm blir opprettholdt ved 20 til 35 vekt-% av aggregatet, idet vektforholdet er vist langs abscissen og anodens spesifikke elektriske resistans er vist langs ordinaten. Som dét klart fremgår av kurven på fig. 3 er, i det tilfelle hvor vektforholdet er 0,5 til 1,3, spesielt 0,7 til 1,0, den spesifikke elektriske resistansen for anoden liten nok for å opprettholde den elektriske ledningsevnen til anoden i et gunstig område.

Ved foreliggende oppfinnelse er resten av aggregatet med en annen størrelse enn mindre enn 0,08 mm og de til en størrelse i området 0,2 til 2 mm fortrinnsvis av en størrelse mindre enn 12 mm.

I tilfelle hvor anodepastaen ifølge foreliggende oppfinnelse blir benyttet er det mulig å forme anoden for bruk ved elektro-lyseovnen for aluminium, som har høy elektrisk ledningsevne, og kan opprettholde en gunstig kontakt med piggen med et lite forbruk av karbon ved elektrolysen.

Foreliggende oppfinnelse skal bli forklart nærmere med henvisning til følgende ikke-begrensende eksempler som viser den konkrete driften.

Eksempel og sammenlignende eksempel

Drift av en elektrolyseovn for aluminium av Søderberg-typen ble utført mens det ble benyttet følgende to rekker med ano-depastaer, dvs. en for eksempelet og en annen for sammenlignende eksempel. Sammensetningen av anodepastaen, dvs. sammensetning av aggregatet (tjærekoksen) og mengden av bindemiddel (tjære) er vist i tabellen med resultatene av driften av elektrolysen.

Som det fremgår av tabellen er det tilveiebrakt en betydelig forbedret virkning ved bruk av anodepasta ifølge foreliggende oppfinnelse.

Claims

Anodepasta innbefattende et karbonholdig aggregat og et bindemiddel for bruk ved en elektrolyseovn av Søderberg-typen for aluminium, karakterisert ved at aggregatet består av kokspartikler i en størrelse mindre enn 12 mm, at innholdet av kokspartikler i størrelse mindre enn 0,08 mm i aggregatet er fra 20 til 35 vekt-%, at vektforholdet mellom kokspartiklene i størrelsen 0,2 - 2 mm og de mindre enn0,08 mm i aggregatet er fra 0,5 til 1,3, og at mengden av bindemiddel er fra 20 til 32 vekt-% av summen av aggregatmengden og bindemiddelmengden.
2 . Anodepasta ifølge krav 1, karakterisert ved at aggregatet er tjærekoks.
3 . Anodepasta ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at bindemidlet er tjære.
4 . Anodepasta ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 3,karakterisert ved at aggregatet inneholder 23 til 27 vekt-% av kokspartikler med størrelsen mindre enn 0,08 mm.
5. Anodepasta ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 4,karakterisert ved at vektforholdet mellom kokspartikler i størrelsesorden 0,2 til 2 mm og de med en størrelse mindre enn 0,08 mm er 0,7 til 1,0.