stringtranslate.com

Ánodo de carbón consumible precocido

Los ánodos de carbono consumibles precocidos son un tipo específico de ánodo diseñado para la fundición de aluminio mediante el proceso Hall-Héroult .

Uso y eliminación al final de su vida útil

Durante el proceso de fundición , estos ánodos se suspenden dentro de la (s) celda(s) de electrólisis que contienen óxido de aluminio o fluoruro de aluminio . El proceso consume el ánodo a razón de aproximadamente 450 kg de ánodo por tonelada de aluminio producida. [1]

Los ánodos "gastados" tienen poco uso industrial y generalmente se descartan; sin embargo, los ánodos que se han utilizado para procesar fluoruro de aluminio pueden contener cierta cantidad de fluoruro de hidrógeno y requerir procedimientos de eliminación de desechos peligrosos. [2] Los esfuerzos por encontrar un uso industrial para los ánodos gastados han dado lugar a propuestas para utilizar los ánodos como una alternativa rentable al coque en fundiciones de pequeña escala que carecen de un suministro disponible de coque y no pueden permitirse hornos eléctricos modernos.

Estándares industriales

Las propiedades del ánodo se establecen en gran medida durante el proceso de horneado y deben controlarse cuidadosamente para garantizar una eficiencia de salida aceptable y reducir la cantidad de subproductos indeseables producidos. [3] Con ese fin, la industria de fundición de aluminio se ha decidido por una gama de valores aceptables para los ánodos comerciales producidos en masa con el fin de lograr un rendimiento óptimo y constante.

Importancia de los estándares industriales.

Densidad

Las temperaturas de horneado más altas dan como resultado ánodos de mayor densidad , que presentan una permeabilidad reducida y, por lo tanto, extienden la vida operativa del ánodo. [7] Sin embargo, una densidad excesiva provocará un choque térmico y la fractura del ánodo en el primer uso en una celda de electrólisis. [8]

Resistencia eléctrica

Una fundición de aluminio eficiente requiere una baja resistencia por parte del ánodo. La baja resistencia da como resultado un mayor control sobre el voltaje de la celda de electrólisis y reduce la pérdida de energía asociada con el calentamiento resistivo . [9] Sin embargo, los ánodos con baja resistencia eléctrica también exhiben una mayor conductividad térmica . Los ánodos que conducen demasiado calor se oxidarán rápidamente, reduciendo o eliminando su eficiencia de fundición, lo que en el lenguaje industrial se denomina "quemado de aire". [10]

Fuerza mecánica (fuerza compresiva,El módulo de Young,resistencia a la tracción)

Los ánodos están sujetos a una variedad de tensiones mecánicas durante su creación, transporte y uso. Los ánodos deben ser resistentes a la fuerza de compresión, resistentes a la tensión elástica [11] y resistentes al impacto sin volverse quebradizos. [12] [13] La relación entre la resistencia a la compresión y el módulo de Young en ánodos precocidos generalmente resulta en un compromiso en la resistencia del ánodo a la fuerza de compresión y las tensiones elásticas. [14]

Conductividad térmica y expansión térmica.

La baja conductividad térmica del ánodo produce "quema de aire", como se indica en Resistencia eléctrica , más arriba. [15] [16]

Son deseables coeficientes de expansión térmica bajos para evitar el choque térmico. [17] [18]

Reactividad del carbono ypermeabilidad al aire

Los ánodos deben ser relativamente impermeables tanto al dióxido de carbono como al aire en general para reducir la posibilidad de "quema de dióxido de carbono" y "quema de aire", las cuales reducirán la eficiencia de fundición del ánodo. [19]

Estabilidad del grano

Una alta estabilidad del grano indica una alta integridad estructural del ánodo, lo que aumenta la eficiencia de fundición del ánodo. La alta estabilidad del grano también minimiza la degradación de las partículas durante la fabricación del ánodo. [20]

Referencias

  1. ^ "Aluminio para las generaciones futuras: producción de ánodos". primaria.world-aluminium.org . Consultado el 29 de octubre de 2015 .
  2. ^ Hocking, MB (1985). Tecnología química moderna y control de emisiones . Berlín: Springer-Verlag. pag. 244.ISBN​ 9783642697753.
  3. ^ Fisher, Keller y Manweiller (enero de 2009). "Plantas de ánodos para las fundiciones del mañana: Elementos clave para la producción de ánodos de alta calidad" (PDF) . Aluminio internacional hoy . Consultado el 28 de octubre de 2015 .
  4. ^ Marsh, H. y K. Fiorino. Ánodos de carbono. en el Quinto Taller de Tecnología de Fundición de Aluminio de Australasia. 1995. Campus Kensington de la Universidad de Nueva Gales del Sur, Sydney, Australia: LJ Cullen Bookbinders
  5. ^ Sadler, BA y BJ Welch. Mecanismos de consumo de ánodo: una revisión práctica de la teoría y consideraciones sobre las propiedades del ánodo. en la Séptima Conferencia y Talleres sobre Tecnología de Fundición de Aluminio en Australasia. 2001. Melbourne, Australia
  6. ^ Barclay, R. Fabricación, propiedades y rendimiento de ánodos. en la séptima conferencia y talleres sobre tecnología de fundición de aluminio en Australasia. 2001. Melbourne
  7. ^ Sadler, B. Consumo de ánodo y propiedades ideales del ánodo. en el Cuarto Taller de Tecnología de Fundición de Aluminio de Australasia. 1992. Sídney, Australia
  8. ^ Sadler, BA y BJ Welch. Mecanismos de consumo de ánodo: una revisión práctica de la teoría y consideraciones sobre las propiedades del ánodo. en la Séptima Conferencia y Talleres sobre Tecnología de Fundición de Aluminio en Australasia. 2001. Melbourne, Australia
  9. ^ Sadler, B. Consumo de ánodo y propiedades ideales del ánodo. en el Cuarto Taller de Tecnología de Fundición de Aluminio de Australasia. 1992. Sídney, Australia
  10. ^ Thyer, R., El recubrimiento de ánodo reduce la quema de aire, en una investigación de CSIRO sobre procesamiento de materiales y producción de metales. 2007, Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth: Melbourne. pag. 1-2
  11. ^ Sadler, BA y BJ Welch. Mecanismos de consumo de ánodo: una revisión práctica de la teoría y consideraciones sobre las propiedades del ánodo. en la Séptima Conferencia y Talleres sobre Tecnología de Fundición de Aluminio en Australasia. 2001. Melbourne, Australia
  12. ^ Tomsett, A. Operación del horno de cocción de ánodo. en la séptima conferencia y talleres sobre tecnología de fundición de aluminio en Australasia. 2001. Melbourne, Australia
  13. ^ Barclay, R. Fabricación, propiedades y rendimiento de ánodos. en la séptima conferencia y talleres sobre tecnología de fundición de aluminio en Australasia. 2001. Melbourne
  14. ^ Barclay, R. Fabricación, propiedades y rendimiento de ánodos. en la séptima conferencia y talleres sobre tecnología de fundición de aluminio en Australasia. 2001. Melbourne
  15. ^ Sadler, BA y BJ Welch. Mecanismos de consumo de ánodo: una revisión práctica de la teoría y consideraciones sobre las propiedades del ánodo. en la Séptima Conferencia y Talleres sobre Tecnología de Fundición de Aluminio en Australasia. 2001. Melbourne, Australia
  16. ^ Kuang, Z., J. Thonstad y M. Sørlie, Efectos de los aditivos sobre el consumo electrolítico de ánodos de carbono en la electrólisis del aluminio. Carbono, 1995. 33(10): pág. 1479-1484
  17. ^ Sadler, BA y BJ Welch. Mecanismos de consumo de ánodo: una revisión práctica de la teoría y consideraciones sobre las propiedades del ánodo. en la Séptima Conferencia y Talleres sobre Tecnología de Fundición de Aluminio en Australasia. 2001. Melbourne, Australia
  18. ^ Barclay, R. Fabricación, propiedades y rendimiento de ánodos. en la séptima conferencia y talleres sobre tecnología de fundición de aluminio en Australasia. 2001. Melbourne
  19. ^ Marsh, H. y K. Fiorino. Ánodos de carbono. en el Quinto Taller de Tecnología de Fundición de Aluminio de Australasia. 1995. Campus Kensington de la Universidad de Nueva Gales del Sur, Sydney, Australia: LJ Cullen Bookbinders
  20. ^ Barclay, R. Fabricación, propiedades y rendimiento de ánodos. en la séptima conferencia y talleres sobre tecnología de fundición de aluminio en Australasia. 2001. Melbourne