鋁電解惰性陽極專利技術分析

張競賽 侯 琴

(國家知識產權局專利局專利審查協作天津中心，天津 300304)

傳統的鋁電解用消耗性的炭陽極在冰晶石-氧化鋁融鹽中電解。電解過程中在陰極上生成金屬鋁，在陽極上產生新生的氧，在高溫下，陽極上產生的新生氧原子將使炭陽極氧化燃燒，據統計，每生產一噸鋁，要排放約1200m3的污染氣體。在能源和環境形勢日益緊張的今天，尋找合適材料取代炭素陽極至關重要。惰性陽極具有節能、環保的優勢，顯示出良好的應用前景[1-2]。

但并不是所有材料都可以用來作為鋁電解用的惰性陽極材料，能夠作為惰性陽極的材料需滿足以下要求：1、其必須耐受電解質的腐蝕，應選用在冰晶石-氧化鋁溶液中溶解度小的物料；2、選用對于鋁液或陽極氣體氧氣的反應能力小的物料；3、選用價格比較低廉而且容易獲得的物料；4、選擇有良好導電性，機械強度高，抗熱震性強，不易脆裂，容易加工成型，且易于與金屬導體連接的物料；5、選用對冰晶石溶液濕潤良好，不易發生陽極效應的物料[3-4]。目前被初步認為可作為制造惰性陽極材料的有以下幾類材料：金屬或其合金材料、金屬陶瓷材料、金屬基體加氧化物膜層復合惰性陽極。

1 合金惰性陽極材料

1990年Sadoway首次提出采用合金作為鋁電解用惰性陽極，從此合金陽極被認為是比較有希望的一類電極，也相應的出現了一系列有關合金惰性陽極的專利申請。專利US5006209A(WO9112357A，CA2075892A)描述了一種氧化鋁冶煉成原鋁的電解槽，該電解槽中惰性陽極的組成元素包括銅、鎳、鐵。……