阳极糊 (anode paste)

以石油焦、沥青焦为骨料，煤沥青为黏结剂制成的炭素糊料。用于连续自焙铝电解槽作阳极材料，因其黏结剂的含量高(超过24%)，在电解槽上部被烧结以前呈糊状，故称阳极糊。阳极糊在1995年以前的40年时间里，曾经是中国铝用炭素制品中产量最大的一种产品，2000年以后，这种产品将逐步被阳极炭块取代。是炭素制品中产量最大的一种产品。

铝电解生产对阳极糊提出如下要求：(1)灰分少。因为炭素阳极在铝电解生产过程中的杂质，特别是铁、硅、铜、钛等，会电解析出进入铝液，降低铝的品位。(2)导电性能好。阳极是电解过程导入电流的材料，要求它的电阻小，以降低铝电解的电耗。(3)有一定的机械强度。电解槽上的阳极其本身重量和体积都比较大，而且全部由插入阳极内的阳极棒支撑和吊挂着，同时在阳极操作过程中会造成振动和受力不均，若阳极强度低就会产生裂纹掉块和阳极脱落，给电解槽生产带来不良影响。(4)烧结体孔隙率低。阳极糊在电解生产过程中，沥青挥发产生一定的孔隙，不仅会使阳极强度降低，电阻增加，而且会使阳极的氧化加剧，导致炭耗增加。另外，还对阳极糊流动性、焦化过程的收缩度、导热性能有一定的要求。

阳极糊的理化性能质量要求见表。

阳极糊的生产生产阳极糊的主要原料是石油焦、沥青焦和煤沥青。石油焦、沥青焦灰分含量低，煅烧后导电性能良好，是生产阳极糊的主要骨料(中国阳极糊生产较少采用沥青焦)。煤沥青是生产阳极糊的黏结剂，通常用中温煤沥青或高温煤沥青。

阳极糊在生产时，需将原料石油焦经过1250℃以上高温煅烧，排出水分、挥发分，提高原料的密度、强度、改善原料的导电性和抗氧化性等。煅烧石油焦经破碎、筛分、磨粉，制备成需要的多种粒级的颗粒和粉料，作配料用。按一定配方配好的骨料加入到混捏锅中，先进行干混，达到一定的温度时，按比例加入熔化好并经过静置排除了水分的液体沥青继续进行混捏。混捏好的糊料，按需方要求的重量进行铸型、冷却，一般小块阳极糊重15kg左右，大块糊重约500～1000kg，干阳极糊一般为小块糊，块重0.3-0.5kg。

阳极糊的分类根据铝电解槽阳极棒的插入部位，阳极糊分为侧插阳极糊与上插阳极糊。侧插阳极糊用于侧插自焙铝电解槽；上插阳极糊用于上插自焙铝电解槽。中国大多数自焙铝电解槽使用侧插阳极糊。上插阳极糊在中国只有个别铝厂生产和使用，产量约8万t左右。上插阳极糊的理化性能指标与侧插阳极糊相近，但粒度组成和沥青含量都不同，比较如下：

侧插阳极糊根据黏结剂的含量及铝电解槽的使用要求，可分为少油糊(贫脂糊、贫油糊)和多油糊(富脂糊)。少油糊是新电解槽阳极铸型时使用的糊，多油糊是铝电解正常生产时使用的糊。少油糊一般沥青配量为22%～25%，而多油糊的沥青配量为28%～31%。多油糊与少油糊生产工艺流程及控制技术条件基本相同，但骨料粒度配比和沥青用量不同。

上插糊对阳极的流动性有严格的要求，流动性过大，将导致骨料焦的偏析．并且孔洞易被过分富焦的沥青填充，使“二次阳极”质量变差。为提高“二次阳极”的质量，专门生产了二次糊、炮弹糊等。

为减少沥青烟害，改善阳极糊的性能，上插槽和侧插槽都使用了干阳极糊(有时把普通阳极糊称为湿阳极糊)。干阳极糊有以下特点：(1)采用大颗粒配方(10～15nm)，改善了制品的热特性和机械性能。(2)使用高温沥青(软化点105～115℃)做黏结剂。提高了黏结性和结焦率。(3)沥青用量只有24%～26%，减少了沥青烟害，改善了劳动环境。我国青铜峡铝厂上插槽上成功地使用了干糊，并取得了较好的效果。

电解槽使用干糊后，有下列优点：阳极压降低，烟尘少，电解环境得到大大改善，阳极单耗低，不掉块，不漏糊，无断层，易于机械化作业，劳动强度有大幅度的降低等。

阳极糊分类示意如下：

阳极糊添加剂 在电解过程中，根据化学反应式计算，每生产1t铝，应消耗阳极碳393kg(阳极气体中含CO₂为70%时)。然而在我国铝电解自焙槽上，每吨铝消耗500~600kg阳极糊。造成阳极过程消耗的原因主要有：阳极侧部与周围空气的选择性氧化反应，阳极底部与二氧化碳的反应和阳极掉渣等。大量炭渣的产生，不仅增加了阳极消耗，而且污染电解质，影响电流效率和直流电耗。

阳极炭中的一些杂质可以降低阳极炭的化学活性，如AlF₃、B及P的化合物，它们可以降低阳极炭一氧气、阳极炭一二氧化碳的反应速度。因此，将这些物质添加到阳极糊中，可以降低阳极糊的过量消耗。

也有人认为．碱金属碳酸盐，如碳酸锂等，以及碳酸稀土，添加到炭阳极中，可以提高阳极炭的活性，降低阳极过电压，从而达到节电的效果。关于锂盐对阳极反应影响机理，尚在继续研究。

往阳极糊中添加氟化铝(氟化铝糊)，可使阳极的机械强度增加并降低阳极消耗3%～4%，炭渣减少40%～50%。氟化铝的加入量为阳极糊总量的1%。中国青铜峡铝厂、兰州铝厂、丹江铝厂分别在上插、侧插自焙槽推广应用。

20世纪80年代末期，碳酸锂添加剂阳极糊(锂盐糊)在中国自焙电解槽推广使用，连城、抚顺、包头、山东等铝厂推广应用后都收到了一定的节能效果。

兰州铝厂、连城铝厂用稀土添加剂糊(稀土糊)生产稀土铝合金，丹江铝厂使用氟化铝一锂盐复合添加剂(复合添加剂糊)来改善单独添加锂盐所造成的阳极氧化严重的弊病。