ООО РУСАЛ ИТЦ, Красноярск, Россия:

В. Ю. Бузунов, директор, Дирекция по технологии и техническому развитию алюминиевого производства, канд. техн. наук
С. А. Зыков, менеджер
С. А. Храменко, проектный менеджер, Дирекция по технологии и техническому развитию алюминиевого производства, канд. техн. наук, эл. почта: Sergey.Khramenko@rusal.com

Анодная масса обожженных анодов представляет собой композиционный материал на основе прокаленного кокса и каменноугольного пека в качестве связующего. Шихта наполнителя формируется из 3–5 фракций частиц от 12 мм до 75 мкм и менее. Каркас коксопековой композиции составляют зерновые фракции размером более 0,2 мм, их готовят в процессах дробления и грохочения. Для заполнения свободного пространства между зернами используют пылевую фракцию с размером частиц менее 0,2 мм. Ее доля составляет до 50 % коксовой шихты анодной массы и может доходить до 70 % частиц размером <75 мкм. Подготовка пылевой фракции в технологических схемах измельчения выделяется в систему тонкого помола на базе шаровых мельниц. В производстве тонина определяется по индексу Блейна (ИБ). Индекс Блейна коррелирует с удельной поверхностью пылевой фракции и с распределением частиц по размерам. Пылевая фракция с высоким ИБ может достигать до 90 % от общей поверхности шихты. Наличие излишне тонкой пыли соответствует большой удельной поверхности коксовых частиц, увеличивает их реакционную способность и потребность в пеке. Это может привести к увеличению общего расхода анода. Следовательно, необходимо соблюдать баланс крупности частиц кокса в пылевой фракции. На лабораторных анодах с использованием пылевых фракций с ИБ 2120, 2880, 3600, 3950 и 4700 исследовано влияние ИБ на свойства и структуру пористости обожженных анодов. Получены зависимости физико-механических и химических свойств обожженных анодов от ИБ. Исследования пористости анодных блоков с разным ИБ ртутной порометрией позволило выделить и рекомендовать его оптимальное значение для технологии производства обожженных анодов в диапазоне 3600–4200 ед.

1. Grjotheim K., Kvande H. Introduction to aluminium electrolysis. — 2 ed. — Düsseldorf : Aluminium-Verlag, 1993. — 260 p.
2. Fischer W. K., Keller F., Perruchoud R. Baking parameters and the resulting anode quality // Light Metals. 1993. P. 424–433.
3. Fischer F. G., Feichtinger A. R., Fischer W. K. Carbon reactivity — the combined effect of purity, structure and porous texture on reactivity investigated and generalized by means of the compsation effect // 14th Biennel Conference on Carbon, United States. 1979. P. 165–172.
4. Engvoll M. A., Øye H. A., Sørlie M. Influence of bath contaminations on anode reactivity // Light Metals. 2001. P. 661–667.
5. Coste B., Schneider J. P. Influence of coke real density on anode reactivity consequence on anode baking // Light Metals. 1994. P. 583–591.
6. Chevarin F. et al. Active pore sizes during the CO₂ gasification of carbon anode at 960 oC // Fuel. 2016. Vol. 178. P. 93–102.
7. Sadler B. A., Algie S. H. Porosimetric study of sub-surface carboxy oxidation in anodes // Light Metals. 1991. P. 594–605.
8. Azari K., Alamdari H., Ammar H., Fafard M. Influence of mixing parameters on the density and compaction behavior of carbon anodes used in aluminum production // Advanced Materials Research. 2012. Vol. 409. P. 17–22.
9. Samanos B., Dreyer C. Impact of coke calcination level and anode baking temperature on anode properties // Essential Readings in Light Metals: Electrode Technology for Aluminum Production. 2001. Vol. 4. P. 101–108.
10. Schmidt-Hatting W., Kooijman A., Perruchoud R. Investigation of the quality of recycled anode butts // Light Metals. 1991. P. 251–266.
11. Hulse K. L. et al. Process adaptations for finer dust formulations: mixing and forming // Essential Readings in Light Metals, Electrode Technology for Aluminum Production. 2013. Vol. 4. P. 322–327.
12. Янко Э. А. Аноды алюминиевых электролизеров. — М. : Руда и Металлы, 2001. — 670 с.
13. Barclay R. Anode fabrication, properties and performance // Seventh Australasian aluminum Smelting Technology Conference and Workshop, Australia. 2001. P. 2–15.
14. Hulse K. L. Raw materials, formulation and processing parameters. — Switzerland : R&D Carbon Ltd, 2000. P. 70–80.
15. Бузунов В. Ю., Зыков С. А., Храменко С. А., Анушенков А. Н. Использование аэродинамического турбоклассификатора в производстве пылевой фракции прокаленного кокса // Цветные металлы. 2020. № 11. С. 31–36. DOI: 10.17580/tsm.2020.11.05.
16. Мизонов В. Е., Ушаков С. Г. Аэродинамическая классификация порошков. — М. : Химия, 1989. — 156 с.
17. Chmelar J., Foosnaes T., Oye H. A., Sandvik K. L. Coke quality effect on the grinding in an air swept ball mill circuit // Light Metals. 2005. P. 647–652.
18. Thiel J.-P., Paepcke J., Hilck A. Changing the fineness of calcined petroleum coke with ball race mills // Light Metals. 2019. P. 1187–1193.
19. Hulse K. L. Anode manufacture raw materials formulation and processing parameters. — Sierre : R&D Carbon Ltd., 2000. — 176 p.

20. Jin X. et al. Influence of ultrafine powder on the properties of carbon anode used in aluminum electrolysis // Light Metals. 2011. P. 1141–1147.
21. Бузунов В. Ю., Зыков С. А., Храменко С. А. Разработка метода оценки степени пропитки анодной массы // Цветные металлы. 2018. № 11. С. 51–54. DOI: 10.17580/tsm.2018.11.07.
22. Sadler B. A., Welch B. J. Anode consuption — practical review of the theory and anode property consideration // 7-th Australasian Aluminium Smelting Technology Conference and Workshops, Melbourne, 2001. P. 1–42.
23. Плаченов Т. Г., Колосенцев С. Д. Порометрия. — Л. : Химия, 1988. — 175 с.
24. Леонтьев Н. Е. Основы теории фильтрации. — М. : Изд-во ЦПИ при механико-математическом факультете МГУ, 2009. — 88 с.
25. Andersen D. H., Dedecker F., Emam S., Walderhaug M. A study of elastic and crack resistance properties of the anode carbon material // Light Metals. 2019. P. 1205–1211.