Ânodo pré-assado
O SATRAD GROUP fornece blocos de ânodo de carbono de alta qualidade para operações de eletrólise. Nossos blocos de carbono atendem aos padrões ISO 9001 e ASTM, com especificações personalizáveis para se adequar às suas necessidades específicas de eletrólise.
O que é um Bloco de Ânodo de Carbono?
Ânodos pré-assados são usados como materiais de ânodo em células eletrolíticas de alumínio pré-assadas em fundições. Eles são produzidos utilizando coque de petróleo e coque de alcatrão como agregados, ligados com piche de alcatrão. Após a cocção, esses blocos de carbono adquirem uma forma geométrica estável, sendo também chamados de blocos de carbono de ânodo pré-assado e são convencionalmente referidos como ânodos de carbono para eletrólise de alumínio.
Os blocos de carbono do ânodo são tipicamente cuboides retangulares, apresentando de 2 a 4 cavidades em sua superfície superior. Essas cavidades de carbono medem entre 160 e 180 mm de diâmetro e 80 a 110 mm de profundidade. Durante a montagem do ânodo, as cavidades acomodam os pinos do ânodo, que são então conectados ao ânodo por meio de fundição de ferro-gusa fosforoso, formando um conjunto integrado de blocos de carbono.
As dimensões dos blocos de carbono do ânodo variam de acordo com a capacidade de corrente da célula eletrolítica. Geralmente operam com densidade de corrente de 0,70 a 0,90 A/cm² e possuem um ciclo de vida de 20 a 28 dias.
Propriedades
| Grade | Densidade Aparente g/cm³ | Densidade Verdadeira g/cm³ | Resistência à Compressão MPa | Reatividade ao CO₂ (Taxa de Polo Residual) % | Resistência à Flexão MPa | Resistividade à Temperatura Ambiente μΩ·m | Coeficiente de Expansão TérmicaK | Teor de Cinzas % |
| Not less than | Not more than | |||||||
| TY – 1 | 1.56 | 2.05 | 35 | 85 | 9 | 57 | 4.5×10⁻⁶ | 0.5 |
| TY – 2 | 1.53 | 2.03 | 32 | 80 | 8 | 62 | 5.0×10⁻⁶ | 0.7 |
Observação: Quando o comprador tiver requisitos especiais para propriedades físicas e químicas além dos parâmetros fornecidos, como condutividade térmica, módulo de elasticidade, reatividade ao ar, permeabilidade ao ar e conteúdos de elementos traço (enxofre, vanádio, níquel, silício, ferro, sódio, cálcio, titânio), estes deverão ser determinados mediante consulta entre o fornecedor e o comprador e especificados no contrato.
Processo de Fabricação dos Blocos de Ânodo de Carbono
O processo de produção dos materiais de ânodo inclui pré-trituração, calcinação, trituração, peneiramento, classificação e dosagem de matérias-primas, como coque de petróleo, coque de piche e ânodos gastos; pré-tratamento e mistura dos ligantes; bem como moldagem, queima e limpeza da pasta após a mistura.
1. Preparação das Matérias-Primas
- Pré-trituração das matérias-primas (por exemplo, coque de petróleo, coque de piche, restos de ânodos gastos)
- Calcinação do coque para remover voláteis e melhorar a condutividade
- Trituração, peneiramento e classificação para atingir a distribuição de tamanho de partículas desejada
- Formulação dos agregados
2. Preparação do Ligante
- Pré-tratamento do piche de alcatrão para ajustar a viscosidade e o ponto de amolecimento
3. Mistura e Amassamento
- Amassamento dos agregados secos com o ligante aquecido para produzir uma pasta verde homogênea
4. Moldagem
- Moldagem (vibrocompactação ou extrusão) da pasta em blocos verdes
5. Cocção
- Queima dos blocos verdes em fornos de cocção (tipicamente 1100–1200°C) para carbonizar o ligante e desenvolver resistência mecânica
6. Acabamento
- Usinagem até as dimensões finais
- Inspeção de qualidade (densidade, resistividade, testes de resistência)
Matérias-Primas Utilizadas no Processo de Fabricação
1. Coque de Petróleo
- O coque de petróleo verde (cru) é obtido em refinarias de petróleo como subproduto das unidades de coqueamento retardado, onde o óleo residual passa por craqueamento térmico. Também conhecido como coque retardado, serve como a principal matéria-prima para a produção de ânodos em fundições de alumínio.
- O coque de petróleo é preferido na fabricação de blocos de ânodo de carbono devido a:
- Alta pureza (baixo teor de metais e cinzas)
- Excelente resistência mecânica
- Boa condutividade elétrica
- Além do coque retardado, as refinarias também produzem coque fluido, um coque de qualidade inferior derivado de óleo pesado através de coqueamento em leito fluidizado.
2. Coque de Piche
- Uma matéria-prima alternativa é o coque de piche, produzido a partir da pirólise e coqueamento do piche de alcatrão
- Comparado ao coque de petróleo, o coque de piche apresenta:
- Menor teor de voláteis
- Maior densidade e estabilidade mecânica
3. Coque de Petróleo Calcinado (CPC)
- O coque de petróleo verde contém alta umidade (5-10%) e matéria volátil (8-12%), juntamente com impurezas metálicas e não metálicas em traços
- Sua baixa densidade verdadeira, resistência insuficiente e alta resistividade elétrica tornam-no inadequado para produção direta de ânodos.
- A calcinação a 1250–1350°C remove os voláteis e melhora:
- Resistência mecânica
- Densidade verdadeira
- Condutividade elétrica
- Maior densidade aparente do CPC está correlacionada com melhor qualidade do ânodo.
4. Piche de Alcatrão (Ligante)
O piche de alcatrão é particularmente adequado como ligante para produtos de carbono e grafite nas indústrias metalúrgicas ferrosas e não ferrosas devido a:
- Alto teor de carbono (tipicamente 92–95% em peso)
- Excelentes propriedades de ligação (ponto de amolecimento 80–110°C para impregnação ideal)
- Alta pureza após carbonização (teor de cinzas <0,3% após tratamento a 1200°C)
- Baixo custo de produção (subproduto da purificação do gás do forno de coque)
Isso o torna a escolha predominante de ligante para:
✓ Ânodos pré-assados (eletrólise de alumínio)
✓ Eletrodos de grafite (Aciaria EAF)
✓ Blocos de carbono (fundição de Mg/Pb/Zn)
✓ Pastas de cátodo (células de redução de alumínio)
5. Restos de Ânodo
Os restos de ânodo (ânodos gastos) servem como outra fonte de carbono para a fabricação de ânodos pré-assados na eletrólise de alumínio. Quando os restos são utilizados como matéria-prima para produção de ânodos, a crosta de eletrólito aderente deve ser completamente removida.
Na prática padrão, os restos reciclados das células eletrolíticas são processados juntamente com o coque de petróleo calcinado. Normalmente, os restos limpos são triturados e incorporados à nova formulação do ânodo como parte da fração de agregado grosso na mistura seca.
Embalagem
Os produtos de ânodos pré-assados podem ser embalados simplesmente com filme plástico, ou outros métodos de embalagem podem ser acordados entre o fornecedor e o comprador.
Transporte e Armazenamento
Os ânodos pré-assados devem ser mantidos limpos e secos durante o transporte e armazenamento para evitar umidade e danos.
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