镁电解用进口石黑阳极与国产石黑阳极的运行状况对比

刘国建，李建昌，刘 明，钱宏斌，戴域明，杨晓东

（1.青海盐湖镁业有限公司，青海 格尔木 816000；2.南通扬子碳素股份有限公司，江苏 南通 226000）

熔盐电解法是目前金属镁生产的主要方法，该方法无论采用何种原料，电解槽当属过程中的关键设备。石墨阳极作为镁电解槽最重要的部件，其性能直接影响着电解生产能否正常进行。

而高性能高寿命镁电解用石墨阳极技术一直被国外垄断，其价格直接影响镁业公生产成本。为全面提升国产阳极质量，节约生产运行成本，青海盐湖镁业有限公司于2015年7月与国内扬子碳素股份公司进行合作，开展了《大型镁电解用石墨阳极》项目。因此，本文就进口阳极石墨和国产石墨阳极的相关运行状况对比分析。

1 石墨阳极的作用及生产过程对石墨阳极的要求

镁电解用石墨阳极的工作原理是将直流电引入电解槽的电极，是极其重要的载电体之一。虽然它自身不参与电化学反应，却使氯离子在其表面放电析出氯气。加之镁电解槽的特殊性，这就客观上对镁电解用石墨阳极提出较高的要求：必须具有良好的导电性，其比电阻应要低，必须具有较好的耐高温性、耐氯盐、耐氯气腐蚀性及抗氧化性能[1]。

还须具有一定的强度，只有如此，石墨阳极才能满足镁电解生产过程中的要求。石墨阳极本身的技术指标、使用寿命和在电解槽中的工作状况在一定程度上直接影响电解槽的工作状况和镁的生产成本。

2 国产镁电解用石墨阳极现状

目前国内镁电解用石墨阳极产品和国外主要厂家的产品存在着很大的质量差距，具体表现在产品电阻率高、强度、密度低、灰分高、抗氧化性能差、使用寿命短等等[2]，远不能满足盐湖镁业“大型镁电解用石墨阳极”的需要，严重影响了盐湖镁业镁电解项目的快速发展。这些差距主要是由于大型镁电解用石墨阳极生产工艺技术一直被国外的几家企业垄断掌握，并拒绝技术转让；国内企业大型镁电解槽用石墨阳极生产在原材料选择、生产装备、工艺技术、机械加工精度等还不能达到国外同行业先进水平。

3 国产阳极研发的主要技术指标

表1 国产阳极研发的主要技术指标

4 进口阳极与国产阳极运行参数对比

表2 两台电解槽在不同系列电流下的槽电压、出镁量对比表

（1）槽电压、产镁量的对比。进口阳极与国产阳极的对比于2018年6月22日开始，盐湖金属镁电解车间28#电解槽安装国产阳极，32#电解槽安装进口阳极，两台电解槽在槽况、操作方式、外部环境相同基本相同的条件下进行了槽电压、产镁量的对比。由于数据较多，随机抽取每月23日夜班的数据进行对比。见表2。

（2）阳极电流分布的对比。阳极电流分布能反应阳极的导电性，每台电解槽有20组阳极，在同一系列电流下每台电解槽每组阳极的电流分布应该是均匀的。28#电解槽国产阳极和32#电解槽进口阳极的电流分布测量点是按照电解槽阳极东至西方向依次为1至20个测量点。因参数较多，本文只选取同一日期相同的五个测量点进行数据对比。见表3。

表3 两台电解槽电流分布表

5 小结

通过以上运行数据对比，国内生产商江苏扬子碳素股份公司与青海盐湖镁业有限公司合作研发的镁电解用石墨阳极的各项性能已基本达到进口阳极的指标，国产镁电解用石墨阳极的成功将逐步缩小国内企业大型镁电解用石墨阳极生产工艺技术水平与国外先进技术水平的差距，加快国内企业生产出符合质量要求的大型镁电解用石墨阳极，降低盐湖股份大型镁电解槽用石墨阳极采购成本、满足盐湖股份及国内镁、钛合金行业的发展需要，还会实现国产大型镁电解用石墨阳极质量规范及标准提高，推动上游相关的石油焦、沥青等石化产业以及下游镁合金、钛合金等产业的发展。