铝电解碳素阴极材料在高温和电解状态下的蠕变模型

为了获取铝电解碳素阴极材料的蠕变数据和Burgers模型参数,在965℃及电解状态下,对现行工业中使用的3种铝电解碳素阴极材料(半石墨质、全石墨质和石墨化)进行单轴压缩蠕变实验,采用Burgers模型对阴极材料黏弹性行为进行分析。利用Origin8.5软件对Burgers模型参数进行拟合,得到碳素阴极材料的黏弹性方程。结果表明:Burgers模型能较好地反映碳素阴极材料在单轴压缩应力作用下的黏弹特性,阴极材料石墨化程度越高,Burgers模型参数E1、E2、η2和η1值越大,材料的抗蠕变能力越强。在电解过程中,钠和电解质破坏阴极材料结构,Burgers模型参数E1、E2、η2和η1值变小,材料的抗蠕变能力变差。所获结果可为掌握阴极材料在外力作用下的蠕变规律、实现对电解槽生产运行过程中阴极变形的调控和电解槽寿命预测提供技术参考。

染色残液电化学处理碳素阴极材料性能比较

为实现染色残液的高效处理及废水回用,鉴于染色残液良好的导电性,选用电化学处理技术,以模拟活性红X-3B染色残液为研究对象,在钌铱形稳电极为阳极和合适的电解条件下,比较石墨板、石墨毡、炭毡、ACF(活性炭纤维毡)、碳纤维电极[CFF(碳纤维布)、CFB(碳纤维刷)]等碳素阴极材料的电化学处理效能.结果表明:碳素阴极材料可实现染色残液的完全脱色,活性红X-3B的降解过程符合一级反应动力学特征,其中CFF为阴极时CODCr去除率达到86. 37%,一级动力学反应常数为0. 010 3 min-1,是石墨毡(0. 007 3 min-1)的1. 4倍.相比于石墨板电极,CFB显示出优异的二电子氧还原和产H2O2能力,单位面积产H2O2的浓度为10. 40μmol/L,是石墨板(1. 08μmol/L)的9. 7倍,产生的H2O2导致活性红X-3B的降解,30 min内实现完全脱色.循环伏安曲线表明,碳纤维电极(包括CFF和CFB)的析氧电位明显高于其他电极,可有效抑制析氧副反应,提高有机污染物降解过程中的电催化效率,有利于降低能耗.研究显示,碳纤维可作为阴极材料应用于电化学处理染色残液,具有良好的稳定性.

铝电解槽优质阴极碳素材料

分析了铝电解槽阴极结构、材料对电解槽使用寿命、性能方面的影响,简要阐述了我国铝电解技术与世界先进水平的主要差距。提出了改变平均槽寿命短、单位电耗产量及能量效率低的措施是采用新一代的阴极内衬材料,开发高质量的阴极碳块。