铝电解用化学防渗材料的

摘 要：化学防渗材料运用于铝电解槽的主要作用在于阻止铝液与电解质破坏电解槽炉底里的保温材料的性能,保证电解槽炉底里温度的稳定.所以,有效的提高防渗材料同电解质的反应率是提高防渗材料质量的重要途径.本文首先对铝电解炉底的防渗原理做了分析,然后介绍了铝电解用的化学防渗材料的组成及其质量评价的标准,最后对铝电解用化学材料的功能与存在的不足做出了分析,并提出了改进意见.

关 键 词：铝电解槽；防渗材料；改进

当前,铝电解已经呈现出高效节能的发展趋势.随着铝电解的发展,铝电解用的化学防渗材料也成为人们研究的关键.一般来说,被人们一致认可的防渗材料不但是能够很好的实现防渗阻挡,而且这种防渗材料和所形成的阻挡层不会随着时间的发展而产生任何的变质和消退.用化学防渗材料来砌筑铝电解槽的阴极炭块下的部分,就能够很好的降低电解槽的用料,减少建设的投资额.

1.铝电解炉底的防渗原理

通常情况下,确定一种材料是不是具有渗透性主要参考的是这种材料的空隙度和孔径的大小.同时,气体或液体的表面张力、粘度也对材料的渗透性产生一定的影响.在电解槽的炉底里,由于防渗材料所使用的环境基本上是一样的,因此,判断电解槽炉底材料的防渗性能,主要从材料本身来确定.通过对电解槽里的筑炉材料和电解质的反应进行分析,我们得出铝电解炉底的防渗原理.即渗透速度和反应速度（最好是零）非常小的时候,筑炉材料便不会与电解质产生反应,也就没有产生渗漏,这也是最好的一种防渗材料.但是当反应速度非常小,而渗透的速度比较大的时候,虽然电解质不会或较少的同筑炉材料发生反应或溶解,但是电解质依然能够渗入到筑炉材料里,渗入的数量和速度决定于筑炉材料孔径的大小和空隙度.当环境温度在液体的凝固点以下的时候,液体会自动的凝结,渗透现象也就不会发生了.

2.铝电解用化学防渗材料的组成及其质量评价

当前,随着人们对化学防渗材料研究的深入,SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO以及TiO2等化学成分被广泛的运用到防渗材料中来,而且成分多在95%以上.现在,我国市场上的化学防渗材料多是以SiO2和Al2O3这两种成分为主的.此外,在防渗材料中使用钙能够将其生成物的熔点提高,这对于减低防渗材料的耗损是非常有帮助的.如何评价某种化学防渗材料的质量对于提高化学防渗材料的应用有着非常大的意义.通过对上文化学防渗材料的原理的分析,我们可以得出,铝电解用的化学防渗材料的质量评价标准主要有以下几点：

首先,铝电解用化学防渗材料首先是作为一种耐火材料而存在的,因此,其耐火度应当高于1500℃,具有高耐火性.

其次,铝电解用化学防渗材料应当不和电解槽里的电解质以及其他的化学防渗材料接触的保温材料、耐火材料发生反应.

再次,铝电解用化学防渗材料还应当具备合适的膨胀系数和适宜的保温功效.

此外,关于化学防渗材料的膨胀系数、耐火度以及保温功效的测量方法在《冶金炉设计手册》中有详细的说明,本文暂不详细介绍.

3.铝电解用化学防渗材料的功能与改进措施

铝电解用化学防渗材料的功能主要在于化学防渗材料能够同渗漏进筑炉材料中的电解质在瞬间发生反应,进而形成化学阻挡层,防止电解质的继续渗入.其功能主要体现在以下几个方面：首先,在高温的环境下,当防渗材料和电解质接触的时候,防渗材料可以阻挡电解质渗透到防渗材料里的功能.而且,当反应条件相同的时候,电解质同防渗材料的反应量和反应速度是越小越好.其次,当化学防渗材料的原料相同的时候,防渗材料的所占比例也是越大,防渗效果也越好.因此,通过提高防渗材料的振实的容量,能够很好的提高化学材料的防渗效果.再次,化学防渗材料和电解质反应而形成的阻挡层的熔点与防渗材料也有一定的联系.通过有效的提高阻挡层的熔点能够有效的降低防渗材料的损耗.最后,化学防渗材料还具有易于振实的优点,而且振实以后的防渗材料的承载能力有了很大的提高.

总之,铝电解化学防渗材料很好阻止了电解质的渗入,而且降低了防渗材料的损耗.但是,化学防渗材料在应用的时候还存在着易于烧结缺点.针对这一问题,我们对铝电解的化学防渗材料做出了改进.

通过对化学防渗材料在有电解质和没有电解质的环境下进行实验,我们发现,在没有电解质的环境里,即使温度再高,实验的时间多久,防渗材料都没有出现烧结的现象.也就是说明,防渗材料的烧结是受到电解质的影响的.因此,针对这一现象,我们认为,改善化学防渗材料烧结现象的主要措施在于三个方面.一方面,严格控制化学防渗材料的成分的纯度,降低原料里所含杂质的数量；另一方面,提高化学防渗材料同电解质之间的反应水平,提高防渗材料和电解质所形成的阻挡层的致密性；最后,从电解质和阻挡层所产生的共晶物的熔点来看,应当尽可能的提高共晶物的熔点.根据这三个方面,我们对现有的化学防渗材料进行了改良.经过实践证明,改良后的防渗材料和电解质的反应率明显的提高了,高温烧结的情况也明显的降低了,基本上已经达到了国际水平.

结语：

综述所述,本文主要从铝电解炉底的防渗原理开始分析,具体的介绍了铝电解用的化学防渗材料的组成及其质量评价的标准,最后针对铝电解用化学防渗材料的主要功能及其存在的不足提出了个人的改进意见.通过实践证明,经过改进的化学防渗材料达到了国际化的标准,具有不烧结、反应率低以及易振实等优势,适合相关领域的应用,值得推广.