本發(fā)明涉及抗氧化劑的制備工藝，尤其涉及一種鋁電解用預(yù)焙陽極表面抗氧化劑的制備工藝及使用方法，得到的抗氧化劑用于降低鋁用陽極的空氣反應(yīng)消耗，從而減少陽極凈耗。

背景技術(shù)：

鋁用陽極是鋁電解生產(chǎn)的重要消耗品，降低陽極凈耗是降低鋁電解生產(chǎn)的有效途徑之一。當(dāng)前，生產(chǎn)鋁電解用預(yù)焙陽極的原料石油焦品質(zhì)不斷惡化，石油焦中釩、鎳等金屬元素的含量不斷提高，這些微量元素的存在會(huì)起到催化陽極氧化損耗的負(fù)面作用，使得陽極空氣反應(yīng)消耗成為鋁電解生產(chǎn)中陽極凈耗的重要部分，因而如何降低這一部分消耗已成為電解鋁廠降低生產(chǎn)成本關(guān)注的重要問題。

在傳統(tǒng)的鋁電解生產(chǎn)工藝中通常采用陽極碳塊上部覆蓋氧化鋁覆蓋料的方式以減少空氣與陽極的接觸面積，進(jìn)而控制氧化消耗，但單純采用這種方式降低空氣反應(yīng)消耗依然有限，于是采用在陽極表面（或內(nèi)部）沉積（或加入）惰性抗氧化劑（抗氧化添加劑）的方法以降低陽極凈耗已成為研究熱點(diǎn)。雖然已有大量的研究工作努力推廣陽極表面抗氧化劑的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，但受限于鋁基抗氧化劑的高生產(chǎn)成本和其它抗氧化劑污染原鋁的問題，目前依然缺少適于規(guī)模化應(yīng)用的陽極抗氧化劑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述技術(shù)問題本發(fā)明提出一種鋁用陽極表面抗氧化劑的制備工藝，目的是不使用高成本的原料，而且制備得到的碳基抗氧化劑不會(huì)污染原鋁質(zhì)量。

為達(dá)上述目的本發(fā)明鋁用陽極表面抗氧化劑的制備工藝，包括原料選用煅燒石油焦球磨粉，氧化改性劑選用高錳酸鉀；使用工業(yè)軟化水首先溶解高錳酸鉀，再加入煅燒石油焦球磨粉原料，于室溫下充分?jǐn)嚢瑁垢咤i酸鉀水溶液與球磨粉發(fā)生氧化還原反應(yīng)，并吸附于其表面；之后通過真空過濾得到吸附有高錳酸鉀的球磨粉混合物；球磨粉混合物干燥后經(jīng)歷煅燒過程，促使高錳酸鉀充分氧化球磨粉表面，起到氧化改性作用；之后使用稀鹽酸洗滌煅燒后的球磨粉混合物以去除氧化還原反應(yīng)生成的二氧化錳副產(chǎn)物，最后使用工業(yè)軟化水充分洗滌除去殘余的無機(jī)鹽離子得到碳基陽極抗氧化劑。

煅燒石油焦球磨粉顆粒粒徑為200目以下。

高錳酸鉀顆粒粒徑小于0.5 mm。

煅燒石油焦球磨粉在高錳酸鉀水溶液中被氧化改性，反應(yīng)在攪拌條件下于室溫下進(jìn)行，維持4-6小時(shí)。

高錳酸鉀水溶液的濃度范圍為1-2 g/L;

向高錳酸鉀水溶液中加入石油焦球磨粉原料，使固/液比控制在10-20 g/L。

球磨粉混合物干燥后經(jīng)歷煅燒，溫度控制范圍是300-350 °C，保溫時(shí)間為2-3小時(shí)。

以5 wt%稀鹽酸洗滌煅燒產(chǎn)品，洗滌每克產(chǎn)品約用稀鹽酸2-5 mL。

使用工業(yè)軟化水充分洗滌除去殘余的無機(jī)鹽離子得到的濾液pH值至中性。

鋁用陽極表面抗氧化劑的使用方法，得到的碳基陽極抗氧化劑改性后因保持有較小的顆粒尺寸，在應(yīng)用時(shí)通過噴涂或浸漬操作方式滲透進(jìn)入鋁用陽極表面層和內(nèi)部，使陽極表面致密，降低空氣與陽極內(nèi)部接觸的概率，從而在鋁電解生產(chǎn)時(shí)起到抗氧化作用。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)效果：本發(fā)明可通過直接涂刷等工藝沉積附著于陽極碳塊表面，制備流程簡單易行，所采用的原料為碳基原料，生產(chǎn)成本較低，且應(yīng)用于實(shí)際鋁電解生產(chǎn)中不會(huì)污染原鋁。使用以上述制備方法得到的抗氧化保護(hù)劑，可使陽極制品的空氣反應(yīng)性殘余率提高4-5%，有效降低了陽極凈耗。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

本發(fā)明鋁用陽極表面抗氧化劑的制備工藝，包括原料選用煅燒石油焦球磨粉，煅燒石油焦球磨粉顆粒粒徑為190目；氧化改性劑選用高錳酸鉀，高錳酸鉀顆粒粒徑0.48 mm；使用工業(yè)軟化水首先溶解高錳酸鉀，高錳酸鉀水溶液的濃度范圍為2 g/L；再加入煅燒石油焦球磨粉原料，于室溫下充分?jǐn)嚢?，使高錳酸鉀水溶液與球磨粉發(fā)生氧化還原反應(yīng)，并吸附于其表面，煅燒石油焦球磨粉在高錳酸鉀水溶液中被氧化改性，反應(yīng)在攪拌條件下于室溫下進(jìn)行，維持6小時(shí)；之后通過真空過濾得到吸附有高錳酸鉀的球磨粉混合物；球磨粉混合物干燥后經(jīng)歷煅燒過程，促使高錳酸鉀充分氧化球磨粉表面，起到氧化改性作用；之后使用稀鹽酸洗滌煅燒后的球磨粉混合物以去除氧化還原反應(yīng)生成的二氧化錳副產(chǎn)物，最后使用工業(yè)軟化水充分洗滌除去殘余的無機(jī)鹽離子得到碳基陽極抗氧化劑。

向高錳酸鉀水溶液中加入石油焦球磨粉原料，使固/液比為20 g/L。

球磨粉混合物干燥后經(jīng)歷煅燒，溫度控制在350 °C，保溫時(shí)間為3小時(shí)。

以5 wt%稀鹽酸洗滌煅燒產(chǎn)品，洗滌每克產(chǎn)品約用稀鹽酸5 mL。

使用工業(yè)軟化水充分洗滌除去殘余的無機(jī)鹽離子得到的濾液pH值至中性。

實(shí)施例2

本發(fā)明鋁用陽極表面抗氧化劑的制備工藝，包括原料選用煅燒石油焦球磨粉，煅燒石油焦球磨粉顆粒粒徑為180目；氧化改性劑選用高錳酸鉀，高錳酸鉀顆粒粒徑0.4 mm；使用工業(yè)軟化水首先溶解高錳酸鉀，高錳酸鉀水溶液的濃度范圍為1 g/L；再加入煅燒石油焦球磨粉原料，于室溫下充分?jǐn)嚢瑁垢咤i酸鉀水溶液與球磨粉發(fā)生氧化還原反應(yīng)，并吸附于其表面，煅燒石油焦球磨粉在高錳酸鉀水溶液中被氧化改性，反應(yīng)在攪拌條件下于室溫下進(jìn)行，維持4小時(shí)；之后通過真空過濾得到吸附有高錳酸鉀的球磨粉混合物；球磨粉混合物干燥后經(jīng)歷煅燒過程，促使高錳酸鉀充分氧化球磨粉表面，起到氧化改性作用；之后使用稀鹽酸洗滌煅燒后的球磨粉混合物以去除氧化還原反應(yīng)生成的二氧化錳副產(chǎn)物，最后使用工業(yè)軟化水充分洗滌除去殘余的無機(jī)鹽離子得到碳基陽極抗氧化劑。

向高錳酸鉀水溶液中加入石油焦球磨粉原料，使固/液比為10 g/L。

球磨粉混合物干燥后經(jīng)歷煅燒，溫度控制在300 °C，保溫時(shí)間為2小時(shí)。

以5 wt%稀鹽酸洗滌煅燒產(chǎn)品，洗滌每克產(chǎn)品約用稀鹽酸2 mL。

使用工業(yè)軟化水充分洗滌除去殘余的無機(jī)鹽離子得到的濾液pH值至中性。

實(shí)施例3

本發(fā)明鋁用陽極表面抗氧化劑的制備工藝，包括原料選用煅燒石油焦球磨粉，煅燒石油焦球磨粉顆粒粒徑為150目；氧化改性劑選用高錳酸鉀，高錳酸鉀顆粒粒徑0.3 mm；使用工業(yè)軟化水首先溶解高錳酸鉀，高錳酸鉀水溶液的濃度范圍為1.5 g/L；再加入煅燒石油焦球磨粉原料，于室溫下充分?jǐn)嚢?，使高錳酸鉀水溶液與球磨粉發(fā)生氧化還原反應(yīng)，并吸附于其表面，煅燒石油焦球磨粉在高錳酸鉀水溶液中被氧化改性，反應(yīng)在攪拌條件下于室溫下進(jìn)行，維持5小時(shí)；之后通過真空過濾得到吸附有高錳酸鉀的球磨粉混合物；球磨粉混合物干燥后經(jīng)歷煅燒過程，促使高錳酸鉀充分氧化球磨粉表面，起到氧化改性作用；之后使用稀鹽酸洗滌煅燒后的球磨粉混合物以去除氧化還原反應(yīng)生成的二氧化錳副產(chǎn)物，最后使用工業(yè)軟化水充分洗滌除去殘余的無機(jī)鹽離子得到碳基陽極抗氧化劑。

向高錳酸鉀水溶液中加入石油焦球磨粉原料，使固/液比為15 g/L。

球磨粉混合物干燥后經(jīng)歷煅燒，溫度控制在330 °C，保溫時(shí)間為2.5小時(shí)。

以5 wt%稀鹽酸洗滌煅燒產(chǎn)品，洗滌每克產(chǎn)品約用稀鹽酸4mL。

使用工業(yè)軟化水充分洗滌除去殘余的無機(jī)鹽離子得到的濾液pH值至中性。

鋁用陽極表面抗氧化劑的使用方法，其特征在于得到的碳基陽極抗氧化劑改性后因保持有較小的顆粒尺寸，在應(yīng)用時(shí)通過噴涂或浸漬操作方式滲透進(jìn)入鋁用陽極表面層和內(nèi)部，使陽極表面致密，降低空氣與陽極內(nèi)部接觸的概率，從而在鋁電解生產(chǎn)時(shí)起到抗氧化作用。