電解鋁用炭素陽極(預(yù)焙陽極)出口行業(yè)分析
一、預(yù)焙陽極的原料與生產(chǎn)流程
1. 預(yù)焙陽極的原料
預(yù)焙陽極是以石油焦、瀝青焦為骨料，煤瀝青為黏結(jié)劑制造而成，用作預(yù)焙鋁電解槽作陽極材料。這種炭塊已經(jīng)過焙燒，具有穩(wěn)定的幾何形狀，所以也稱預(yù)焙陽極炭塊，習(xí)慣上又稱為鋁電解用炭陽極、電解鋁用炭素陽極。
2003年左右，我國生產(chǎn)噸炭陽極消耗石油焦1.3噸以上，煤瀝青0.25噸，此外還包括電、燃料油、天然氣等生產(chǎn)成本較高。
2. 預(yù)焙陽極的特性要求
煉鋁生產(chǎn)就是對熔融的冰晶石—氧化鋁體系的電解過程。炭素陽極材料把電流導(dǎo)入電解槽并參與電化學(xué)反應(yīng)。 炭素陽極安裝在電解槽上部，強(qiáng)大的直流電（30～300 kA）通過炭素陽極導(dǎo)入鋁電解槽，在炭素陽極底部發(fā)生分解氧化鋁的復(fù)雜的電化學(xué)反應(yīng)（陽極反應(yīng)），陽極最終產(chǎn)物是CO和CO2。鋁電解生產(chǎn)中，炭陽極參與反應(yīng)而逐漸消耗，每生產(chǎn)一噸鋁凈耗炭素陽極420～650 kg。生產(chǎn)時(shí)，需定期更換新陽極塊（對預(yù)焙陽極），以保持正常連續(xù)工作。
鋁電解生產(chǎn)對炭素陽極材料提出如下要求：
 純度高——鋁電解生產(chǎn)中，炭素陽極材料被電解反應(yīng)逐漸消耗，其中的灰分雜質(zhì)進(jìn)入金屬鋁液中，污染鋁的質(zhì)量。因此，要求炭素陽極材料中的雜質(zhì)含量越低越好，一般灰分不應(yīng)大于0.5％。因此，對預(yù)焙陽極的原料要求也較高，多用低硫煅后焦，而用于制造陽極的煤瀝青，主要有中溫煤瀝青和高溫煤瀝青或改質(zhì)煤瀝青。
 導(dǎo)電性能良好——在鋁電解槽上，炭素陽極參與傳導(dǎo)電流，消耗在炭陽極的電壓降達(dá)0.35～0.5 V，每生產(chǎn)一噸鋁消耗在陽極上的電能約1 500～ 2 000 kW.h，占鋁生產(chǎn)電耗的10％～15％。因此，降低陽極材料的電阻率對降低鋁生產(chǎn)成本十分重要。陽極炭塊電阻率不應(yīng)大于60 μΩ..m，陽極糊燒結(jié)體電阻率不應(yīng)大于80 μΩ..m。
 足夠的機(jī)械強(qiáng)度——鋁電解槽上陽極重達(dá)幾十噸，還要承受電、熱等的沖擊，因此要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。陽極糊燒結(jié)體和陽極炭塊的耐壓強(qiáng)度不應(yīng)低于27 MPa。
3. 預(yù)焙陽極的生產(chǎn)流程
陽極材料的生產(chǎn)工藝包括原料的預(yù)碎、煅燒、破碎、篩分分級、配料，粘結(jié)劑的預(yù)處理、混捏，混捏后的糊料成型、焙燒及清理加工，工藝流程圖見右圖。生產(chǎn)周期約為20-30天。
國產(chǎn)設(shè)備在能耗、布朗值、焙燒時(shí)間等方面有較大差距，比如天然氣消耗量，國外每噸為50立方米，索通碳素為80立方米左右；焙燒時(shí)間國外最好為125小時(shí)，索通碳素為168小時(shí)。