劉國(guó)建，李建昌，劉 明，錢(qián)宏斌，戴域明，楊曉東

（1.青海鹽湖鎂業(yè)有限公司，青海 格爾木 816000；2.南通揚(yáng)子碳素股份有限公司，江蘇 南通 226000）

熔鹽電解法是目前金屬鎂生產(chǎn)的主要方法，該方法無(wú)論采用何種原料，電解槽當(dāng)屬過(guò)程中的關(guān)鍵設(shè)備。石墨陽(yáng)極作為鎂電解槽最重要的部件，其性能直接影響著電解生產(chǎn)能否正常進(jìn)行。

而高性能高壽命鎂電解用石墨陽(yáng)極技術(shù)一直被國(guó)外壟斷，其價(jià)格直接影響鎂業(yè)公生產(chǎn)成本。為全面提升國(guó)產(chǎn)陽(yáng)極質(zhì)量，節(jié)約生產(chǎn)運(yùn)行成本，青海鹽湖鎂業(yè)有限公司于2015年7月與國(guó)內(nèi)揚(yáng)子碳素股份公司進(jìn)行合作，開(kāi)展了《大型鎂電解用石墨陽(yáng)極》項(xiàng)目。因此，本文就進(jìn)口陽(yáng)極石墨和國(guó)產(chǎn)石墨陽(yáng)極的相關(guān)運(yùn)行狀況對(duì)比分析。

1 石墨陽(yáng)極的作用及生產(chǎn)過(guò)程對(duì)石墨陽(yáng)極的要求

鎂電解用石墨陽(yáng)極的工作原理是將直流電引入電解槽的電極，是極其重要的載電體之一。雖然它自身不參與電化學(xué)反應(yīng)，卻使氯離子在其表面放電析出氯氣。加之鎂電解槽的特殊性，這就客觀上對(duì)鎂電解用石墨陽(yáng)極提出較高的要求：必須具有良好的導(dǎo)電性，其比電阻應(yīng)要低，必須具有較好的耐高溫性、耐氯鹽、耐氯氣腐蝕性及抗氧化性能[1]。

還須具有一定的強(qiáng)度，只有如此，石墨陽(yáng)極才能滿(mǎn)足鎂電解生產(chǎn)過(guò)程中的要求。石墨陽(yáng)極本身的技術(shù)指標(biāo)、使用壽命和在電解槽中的工作狀況在一定程度上直接影響電解槽的工作狀況和鎂的生產(chǎn)成本。

2 國(guó)產(chǎn)鎂電解用石墨陽(yáng)極現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)鎂電解用石墨陽(yáng)極產(chǎn)品和國(guó)外主要廠家的產(chǎn)品存在著很大的質(zhì)量差距，具體表現(xiàn)在產(chǎn)品電阻率高、強(qiáng)度、密度低、灰分高、抗氧化性能差、使用壽命短等等[2]，遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足鹽湖鎂業(yè)“大型鎂電解用石墨陽(yáng)極”的需要，嚴(yán)重影響了鹽湖鎂業(yè)鎂電解項(xiàng)目的快速發(fā)展。這些差距主要是由于大型鎂電解用石墨陽(yáng)極生產(chǎn)工藝技術(shù)一直被國(guó)外的幾家企業(yè)壟斷掌握，并拒絕技術(shù)轉(zhuǎn)讓?zhuān)粐?guó)內(nèi)企業(yè)大型鎂電解槽用石墨陽(yáng)極生產(chǎn)在原材料選擇、生產(chǎn)裝備、工藝技術(shù)、機(jī)械加工精度等還不能達(dá)到國(guó)外同行業(yè)先進(jìn)水平。

3 國(guó)產(chǎn)陽(yáng)極研發(fā)的主要技術(shù)指標(biāo)

表1 國(guó)產(chǎn)陽(yáng)極研發(fā)的主要技術(shù)指標(biāo)

4 進(jìn)口陽(yáng)極與國(guó)產(chǎn)陽(yáng)極運(yùn)行參數(shù)對(duì)比

表2 兩臺(tái)電解槽在不同系列電流下的槽電壓、出鎂量對(duì)比表

（1）槽電壓、產(chǎn)鎂量的對(duì)比。進(jìn)口陽(yáng)極與國(guó)產(chǎn)陽(yáng)極的對(duì)比于2018年6月22日開(kāi)始，鹽湖金屬鎂電解車(chē)間28#電解槽安裝國(guó)產(chǎn)陽(yáng)極，32#電解槽安裝進(jìn)口陽(yáng)極，兩臺(tái)電解槽在槽況、操作方式、外部環(huán)境相同基本相同的條件下進(jìn)行了槽電壓、產(chǎn)鎂量的對(duì)比。由于數(shù)據(jù)較多，隨機(jī)抽取每月23日夜班的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。見(jiàn)表2。

（2）陽(yáng)極電流分布的對(duì)比。陽(yáng)極電流分布能反應(yīng)陽(yáng)極的導(dǎo)電性，每臺(tái)電解槽有20組陽(yáng)極，在同一系列電流下每臺(tái)電解槽每組陽(yáng)極的電流分布應(yīng)該是均勻的。28#電解槽國(guó)產(chǎn)陽(yáng)極和32#電解槽進(jìn)口陽(yáng)極的電流分布測(cè)量點(diǎn)是按照電解槽陽(yáng)極東至西方向依次為1至20個(gè)測(cè)量點(diǎn)。因參數(shù)較多，本文只選取同一日期相同的五個(gè)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比。見(jiàn)表3。

表3 兩臺(tái)電解槽電流分布表

5 小結(jié)

通過(guò)以上運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)比，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)商江蘇揚(yáng)子碳素股份公司與青海鹽湖鎂業(yè)有限公司合作研發(fā)的鎂電解用石墨陽(yáng)極的各項(xiàng)性能已基本達(dá)到進(jìn)口陽(yáng)極的指標(biāo)，國(guó)產(chǎn)鎂電解用石墨陽(yáng)極的成功將逐步縮小國(guó)內(nèi)企業(yè)大型鎂電解用石墨陽(yáng)極生產(chǎn)工藝技術(shù)水平與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)水平的差距，加快國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)出符合質(zhì)量要求的大型鎂電解用石墨陽(yáng)極，降低鹽湖股份大型鎂電解槽用石墨陽(yáng)極采購(gòu)成本、滿(mǎn)足鹽湖股份及國(guó)內(nèi)鎂、鈦合金行業(yè)的發(fā)展需要，還會(huì)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)大型鎂電解用石墨陽(yáng)極質(zhì)量規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)提高，推動(dòng)上游相關(guān)的石油焦、瀝青等石化產(chǎn)業(yè)以及下游鎂合金、鈦合金等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。