專利名稱：一種鋁電解預焙陽極鋼爪保護的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鋁電解預焙陽極鋼爪保護的方法。
背景技術：
炭素陽極在鋁電解槽生產過程中起著十分重要的作用，它作為導體將直流電導入 電解槽，并參與陽極反應過程，隨著電解過程中的不斷消耗，炭耗是電解生產過程中一項重 要的技術經(jīng)濟指標。在電解生產過程中，為了防止陽極鋼爪被電解質沖刷和侵蝕，要對陽極 鋼爪采取保護措施。 目前國內外鋁電解企業(yè)使用的陽極鋼爪保護方法普遍采用陽極保護環(huán)(由一對 固定成型的半圓環(huán)體的炭素材料組合而成，在陽極的每一個鋼爪上安裝一個保護環(huán))作為 鋼爪的保護裝置。如圖1所示。雖然這種方法簡單、實效，但是在鋁電解生產過程中保護炭 環(huán)本身也要被電解質侵蝕和沖刷掉，并遭受氧化和換極作業(yè)的影響，是以犧牲炭素保護環(huán) 的方式來達到保護鋼爪的目的，屬于一次消耗品。每年要產生大量的C02溫室氣體。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種鋁電解預焙陽極鋼爪保護的方法。能抗電解質侵蝕、低
成本，能適應鋁電解的生產要求，符合國內鋁電解企業(yè)打造綠色循環(huán)經(jīng)濟、實現(xiàn)低碳經(jīng)濟。 本發(fā)明根據(jù)陽極鋼爪的使用環(huán)境和條件，采用物理方法或化學方法使分子或離子
聚集成膠體離子等手段，開發(fā)和研究出一種粘接性強、耐高溫、能抗電解質侵蝕的低成本陽
極鋼爪陶瓷涂層材料，取代原來的陽極鋼爪保護環(huán)，很好解決了這一行業(yè)技術問題。 本發(fā)明的陶瓷涂層材料的原料配方重量百分比為Sn02 80 95%， Sb203 0. 5
5. 5%， Cu0 0. 5 5. 5%， Zr02 0 . 5 5. 5%， Fe203 0. 5 5. 5%， Zn0 0. 3 6. 5%， A1203
0. 3 6. 5%， Ti02 0 . 2 5. 5%， Ag0 0. 2 5. 5%， 1 5%的分散劑。 制備方法 1、以四氯化錫(SnCl4 *5H20)為基體原料，以水為溶劑，將四氯化錫溶于水中，配制 成0. 3 0. 8mo1 L—1的Sn02溶膠; 2dfSb203 0.5 5.5%，Cu0 0. 5 5. 5% ， Zr02 0 . 5 5. 5% ，F(xiàn)e203 0.5 5.5%， Zn0 0. 3 6. 5%，A1203 0. 3 6. 5%，Ti02 0 . 2 5. 5%，Ag0 0. 2 5. 5%，其中的一種或 多種金屬水溶性化合物加入Sn02溶膠，采用NaOH或氨水溶液、鹽酸作為溶液pH調節(jié)劑，將 溶液PH值控制在7. 0 9. 0之間，加入適量的環(huán)氧樹脂和鋁溶膠作為粘結劑，使所得物質 為粘稠狀； 3、加入0 5%的檸檬三酸銨、聚乙烯醇或聚丙烯酸胺中的一種或二種為分散劑；
4、將所得溶膠涂覆于鋼爪，經(jīng)固化、干燥，即得到厚度為0. 3 0. 8mm的Sn02耐腐 蝕抗氧化鋼爪涂層。 1、本發(fā)明的Sn02陶瓷涂層具有較好的抗融鹽腐蝕性能和導電性能，能滿足作為鋼 爪涂層材料的條件。本發(fā)明技術先進，性能可靠，屬國內外首創(chuàng)。符合鋁電解企業(yè)打造綠色
3循環(huán)經(jīng)濟、實現(xiàn)低碳經(jīng)濟。 2、本發(fā)明取消原來的陽極保護環(huán)，對于年產30萬噸原鋁的電解企業(yè)而言，每年可 減少lOOOt左右的陽極保護環(huán)。 3、本發(fā)明減少了大量的煙氣，降低了污染環(huán)境，并且每年減少C02氣體3600多噸，
改善和提高了鋁電解企業(yè)的生產環(huán)境。 4 、配制好膠體材料后，采用涂刷的方式就可以完成施工等工作，施工方便。


圖1是現(xiàn)有技術中采用陽極保護環(huán)的陽極鋼爪示意圖。
圖2是本發(fā)明的采用涂層的陽極鋼爪示意圖。 圖中，l-陽極導桿，2_陽極保護環(huán)，3_陽極炭塊，4-鋼爪保護涂層，5-鋼爪。
具體實施方式

實施例1 : 陶瓷涂層材料的原料配方重量百分比為Sn02溶膠80X， Sb203 2.0 %， CuO 2.0%，Zr02 3 . 0%，F(xiàn)e203 3.0%，ZnO 3.0%，A1203 3.0%，Ti02 1.5%，AgO 1.5%，1%的分散劑。 制備方法 1、以四氯化錫(SnCl4 *5H20)為基體原料，以水為溶劑，將四氯化錫溶于水中，配制 成0. 3mol L-1的Sn02溶膠; 2jSb203 2.0%，CuO 2.0%，Zr02 3 . 0%，F(xiàn)e203 3.0%，ZnO 3.0%，A1203 3.0%， Ti02 1. 5%， AgO 1. 5%的配方比例，將多種金屬水溶性化合物加入Sn02溶膠，采用NaOH或 氨水溶液、鹽酸作為PH調節(jié)劑將溶液pH值調節(jié)在7 9之間，加入適量的環(huán)氧樹脂和鋁溶 膠作為粘結劑，使溶液成粘稠狀。 3、在步驟2所得中溶液中加入1%的檸檬三酸銨為分散劑。4、將步驟3所得溶膠涂覆于鋼爪，經(jīng)固化、干燥，即得厚度為0. 3 0. 8mm的Sn02
耐腐蝕抗氧化鋼爪涂層。 實施例2 : 陶瓷涂層材料的原料配方重量百分比為Sn02溶膠90X， Sb203 1.0 %，CuO 1.0%，Zr02 1.5%，F(xiàn)e203 1.5%，ZnO 1.5%，A1203 1.0%，Ti02 0 . 5%，AgO 0.5%，1.5%的 分散劑。
制備方法 1、以四氯化錫(SnCl4 *5H20)為基體原料，以水為溶劑，將四氯化錫溶于水中，配制 成0. 3mol L-1的Sn02溶膠; 2jSb203 1.0%， CuO 1.0%，Zr02 1.5%，F(xiàn)e203 1.5%，ZnO 1.5%，A1203 1.0%， Ti02 0 . 5%， AgO 0. 5%的配方比例，將多種金屬水溶性化合物加入Sn02溶膠，采用NaOH或 氨水溶液、鹽酸作為pH調節(jié)劑將溶液pH值調節(jié)在7. 0 9. 0之間，加入適量環(huán)氧樹脂和鋁 溶膠作為粘結劑，使溶液成粘稠狀。 3、在步驟2所得中溶液中加入1. 5%的聚乙烯醇作為分散劑。
4、將步驟3所得溶膠涂覆于鋼爪，經(jīng)固化、干燥，即得厚度為0. 3 0. 8mm的Sn02
耐腐蝕抗氧化鋼爪涂層。 實施例3 : 陶瓷涂層材料的原料配方重量百分比為Sn02溶膠95X， Sb203 0.5 %，CuO 0.5%，Zr02 0 . 5%，F(xiàn)e203 0.5%，ZnO 0.3%，A1203 0.3%，Ti02 0 . 2%，AgO 0.2%，2%的分散劑。
制備方法 1、以四氯化錫(SnCl4 *5H20)為基體原料，以水為溶劑，將四氯化錫溶于水中，配制 成0. 3mol L-1的Sn02溶膠; 2、按Sb2。3 0.5%，CuO 0.5%，Zr02 0 . 5%，F(xiàn)e203 0.5%，ZnO 0.3%，A1203 0.3%， Ti02 0 . 2%， AgO 0. 2%配方比例，將多種金屬水溶性化合物加入Sn02溶膠，采用NaOH或氨 水溶液、鹽酸作為pH調節(jié)劑，將溶液pH值調節(jié)在7. 0 9. 0之間，加入適量的環(huán)氧樹脂和 鋁溶膠作為粘結劑，使溶液成粘稠狀。 3、在步驟2所得溶液中加入2. 0%的聚丙烯酸胺作為分散劑。 4、將步驟3所得溶膠涂覆于鋼爪，經(jīng)固化、干燥，即得到厚度為0. 3 0. 8mm的
Sn02，耐腐蝕抗氧化鋼爪涂層。
權利要求
一種鋁電解預焙陽極鋼爪保護的方法，其特征在于按以下進行1)以四氯化錫為基體原料，以水為溶劑，將四氯化錫溶于水中，配制成0.3～0.8mol·L-1的SnO2溶膠；2)將SnO2 80～95％，Sb2O3 0.5～5.5％，CuO 0.5～5.5％，ZrO2 0.5～5.5％，F(xiàn)e2O3 0.5～5.5％，ZnO 0.3～6.5％，Al2O3 0.3～6.5％，TiO2 0.2～5.5％，AgO 0.2～5.5％，其中的一種或多種金屬水溶性化合物加入SnO2溶膠，用NaOH或氨水溶液及鹽酸作為溶液pH調節(jié)劑，將溶液pH值控制在7.0～9.0之間，加入適量的環(huán)氧樹脂和鋁溶膠作為粘結劑，使所得物質為粘稠狀；3)加入1～5％的檸檬三酸銨、聚乙烯醇或聚丙烯酸胺中的一種或二種作為分散劑；4)將所得溶膠涂覆于鋼爪，經(jīng)固化、干燥，即得到厚度為0.3～0.8mm的SnO2耐腐蝕抗氧化鋼爪涂層。
全文摘要
本發(fā)明是一種鋁電解預焙陽極鋼爪保護的方法。根據(jù)陽極鋼爪的使用環(huán)境和條件，采用物理方法或化學方法使分子或離子聚集成膠體離子等手段，研究出一種粘接性強、耐高溫、能抗電解質侵蝕的低成本陽極鋼爪陶瓷涂層材料，陶瓷涂層材料的原料配方重量百分比為SnO2 80～95％，Sb2O3 0.5～5.5％，CuO 0.5～5.5％，ZrO2 0.5～5.5％，F(xiàn)e2O3 0.5～5.5％，ZnO 0.3～6.5％，Al2O3 0.3～6.5％，TiO2 0.2～5.5％，AgO 0.2～5.5％，1～5％的分散劑。本發(fā)明的SnO2陶瓷涂層具有較好的抗融鹽腐蝕性能和導電性能，能滿足作為鋼爪涂層材料的條件。減少了大量的煙氣，降低了污染環(huán)境，并且每年減少CO2氣體3600多噸，改善和提高了鋁電解企業(yè)的生產環(huán)境。
文檔編號C25C3/12GK101781777SQ20101013559
公開日2010年7月21日 申請日期2010年3月30日 優(yōu)先權日2010年3月30日
發(fā)明者嚴繼康, 劉志祥, 劉惠軍, 周永全, 和錦黎, 姬鳳武, 楊光德, 邊華偉, 邱哲生, 陳曉云 申請人:云南鋁業(yè)股份有限公司