Pada Konferensi Pertambangan Indonesia & Konferensi Logam Kritis 2025 - Forum Industri Aluminium, Hu Guojing, Direktur Teknis dari Jiangsu Lvtianhe Energy Conservation and Environmental Protection Technology Co., Ltd., berbagi wawasan tentang topik "Teknologi Penghematan Karbon dan Standar Deteksi untuk Lapisan Keramik Fungsional Anti-Oksidasi pada Anoda Aluminium Elektrolitik."
Solusi Teknis
Titik-Titik Masalah dalam Industri Aluminium Elektrolitik
Anodisasi:
Anoda merupakan bahan baku utama dalam elektrolisis aluminium, dan kinerjanya secara langsung berdampak pada indikator produksi dan ekonomi seperti efisiensi arus, kualitas aluminium primer, konsumsi bahan baku, dan intensitas tenaga kerja.
Karbon rentan terhadap oksidasi pada suhu di atas 500°C, yang menyebabkan konsumsi anoda bersih yang tinggi, pengendapan oksidasi, dan konsumsi yang tidak merata. Oleh karena itu, meningkatkan ketahanan oksidasi anoda karbon sangat penting untuk mengurangi biaya, meningkatkan efisiensi, dan menjaga stabilitas produksi.
Dampak Oksidasi:
Peningkatan Konsumsi Anoda Bersih
1. Peningkatan signifikan dalam konsumsi anoda bersih dan biaya yang lebih tinggi;
2. Siklus anoda yang lebih pendek, peningkatan frekuensi penggantian anoda, dan gangguan yang lebih besar terhadap keseimbangan termal dalam sel elektrolisis.
Anoda Sisa yang Tidak Merata dan Tipis
1. Rentan menyebabkan paparan bagian bawah dan pencairan cakar, yang mengurangi kualitas aluminium primer;
2. Menyebabkan pertumbuhan dan konsumsi anoda yang tidak merata.
Ampas Karbon dalam Elektrolit
1. Ampas karbon menyebabkan hilangnya efisiensi arus;
2. Meningkatkan beban kerja karyawan;
3. Ampas karbon diklasifikasikan sebagai limbah berbahaya, yang meningkatkan biaya pembuangan.
Dampak terhadap Keseimbangan Termal
1. Mempengaruhi keseimbangan termal dalam sel elektrolisis;
2. Meningkatkan koefisien efek.
Komposisi Konsumsi Anoda
Pengembangan Teknologi Anti-Oksidasi Anoda
Faktor-faktor kunci yang membatasi pengembangan teknologi: 1. Efektivitas anti-oksidasi; 2. Investasi biaya. Hanya dengan menciptakan nilai bagi pelanggan, teknologi dapat benar-benar berharga!
Solusi - Teknologi Pelapisan Nano-Keramik Anti-Oksidasi Anoda
Mesin penyemprot otomatis atau manual digunakan untuk menerapkan pelapisan nano-keramik setebal 0,3-0,4 mm pada sisi dan sebagian permukaan atas anoda. Setelah pengeringan dan penguatan alami, lapisan pelindung keramik yang padat terbentuk pada permukaan anoda, secara efektif mengisolasi udara dan karbon dioksida, mengurangi kehilangan akibat pembakaran oksidasi, dan dengan demikian memperpanjang masa pakai anoda.
Karakteristik Pelapisan Keramik Tradisional
Kekuatan tinggi, kerapuhan tinggi; tahan terhadap suhu tinggi, aktivitas kimia stabil; daya basah yang buruk dengan bahan karbon.
1. Kondisi eksperimen: 900°C, atmosfer udara, durasi: 5 hari kalsinasi (120 jam); hasil: kehilangan akibat pembakaran oksidasi <1,5%, daya lekat memburuk, pengelupasan yang signifikan diamati;
2. Kondisi eksperimen: 900°C, atmosfer udara, durasi: 168 jam; hasil: tingkat kehilangan akibat pembakaran oksidasi >30%, menunjukkan kegagalan pelapisan yang cepat.
Keuntungan dan Kerugian Produk Pelapisan Keramik Tradisional
Keuntungan: 1. Kepadatan yang baik; 2. Daya lekat yang kuat pada suhu kamar; 3. Kekerasan tinggi; 4. Perlindungan jangka pendek yang baik;
Kerugian: 1. Daya basah yang buruk; 2. Ketahanan terhadap guncangan termal yang buruk pada pelapisan.
Morfologi Blok Karbon yang Dilapisi Setelah Guncangan Termal
Kondisi guncangan termal: tungku muffle 900°C, atmosfer udara. Selama 24 jam pertama, keluarkan blok karbon setiap 8 jam, dinginkan hingga suhu kamar, kemudian panaskan kembali hingga 900°C. Ulangi proses guncangan termal ini tiga kali. Keluarkan blok setelah kalsinasi terus-menerus di dalam tungku muffle selama 48 jam.
Hasil: Retak guncangan termal yang jelas pada permukaan pelapisan, daya lekat pelapisan yang buruk; banyak lubang oksidasi pada blok karbon; kehilangan akibat oksidasi > 18%;
Penjelasan: Setelah guncangan termal, retak lokal terjadi pada pelapisan keramik. Setelah oksidasi lokal, difusi cepat terjadi pada antarmuka ikatan, yang menyebabkan kegagalan pelapisan.
Lvtianhe - Prinsip Teknologi Keramik Fungsional Generasi Baru
Lvtianhe - Prinsip Teknologi Keramik Fungsional Generasi Baru
Densifikasi Suhu Rendah:Bubuk nano alumina spesifik mengalami penguatan suhu rendah di bawah pengaruh perekat nano dan katalis, dengan ikatan partikel dan densifikasi sintering di atas 500°C.
Penyembuhan Mandiri dengan Permeabilitas Tinggi: Bahan aktif mengisi pori-pori pada suhu tinggi dan menembus ke dalam mikropori anoda, meningkatkan permeabilitas dan daya lekat.
Pengerasan Keramik: Penambahan bahan pengeras serat keramik untuk meningkatkan ketangguhan, ikatan antarmuka, dan ketahanan terhadap goncangan termal.
Teknologi Inti
Teknologi Persiapan Bubuk Nano-Keramik: 1. Teknologi persiapan bubuk mikro alumina mikrokristalin rendah natrium; 2. Teknologi pengendalian bentuk kristal dan morfologi bubuk mikro alumina; 3. Teknologi komposisi dan optimasi ukuran partikel; 4. Teknologi deaglomerasi kering bubuk ultra halus.
Teknologi Inti Pelapis Anti-Oksidasi Generasi II: 1. Meningkatkan daya lekat pelapis; 2. Meningkatkan ketangguhan pelapis pada suhu tinggi dan meningkatkan ketahanan terhadap goncangan termal; 3. Meningkatkan permeabilitas pelapis pada suhu tinggi;
Robot Penyemprot Otomatis: Mengoptimalkan jalur transportasi anoda, merancang mesin penyemprot otomatis berdasarkan kondisi lapangan untuk mencapai operasi penyemprotan blok karbon anoda secara otomatis, efisien, dan ramah lingkungan.
Metode Konstruksi Penyemprotan - Penyemprotan Manual
Lokasi Penyemprotan yang Kotor, Tidak Teratur, dan Buruk : 1. Mencemari lingkungan kerja; 2. Menghasilkan banyak debu
Efisiensi Penyemprotan yang Rendah: Efisiensi rendah, tidak dapat memenuhi kebutuhan industri.
Banyak Personel Penyemprotan: Untuk kapasitas 1 juta, 1.200 anoda, diperlukan lebih dari 20 personel untuk operasi tiga shift.
Intensitas Kerja yang Tinggi untuk Personel Penyemprotan: Intensitas kerja operasi penyemprotan relatif tinggi.
Kualitas lapisan semprot yang tidak stabil: Kualitas lapisan semprot dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti operasi karyawan dan kinerja peralatan.
Perencanaan yang Rumit: Personel khusus diperlukan untuk pengadaan rutin.
Biaya Operasi Lapisan Semprot yang Tinggi: Biaya tenaga kerja yang tinggi, pengeluaran peralatan yang signifikan, limbah bahan yang parah, biaya pengolahan perlindungan lingkungan yang besar, dan persyaratan luas lantai yang besar berkontribusi pada biaya yang lebih tinggi.
Banyak faktor pengganggu
Solusi - Robot Penyemprot Lapisan Otomatis Lv Tianhe
Kecepatan penyemprotan lapisan: 70-80 buah per jam, dengan sekitar 500 buah yang dilapisi dalam satu shift 8 jam;
Otomatisasi: Memungkinkan penyemprotan lapisan otomatis, memastikan kualitas yang seragam dan stabil.
Keuntungan Robot Penyemprot Lapisan Otomatis
Ramah lingkungan:
1. Lokasi penyemprotan lapisan bersih;
2. Pengumpulan debu, tidak ada polusi, tidak ada percikan;
Efisiensi penyemprotan lapisan tinggi:
Efisiensi tinggi dalam penyemprotan lapisan otomatis, dengan 600-700 buah yang dilapisi per shift, sepenuhnya memenuhi kebutuhan industri.
Hemat tenaga kerja:
Untuk kapasitas aluminium elektrolitik 1 juta mt, hampir 1.200 anoda perlu diproses setiap hari, yang membutuhkan total 3-6 orang untuk dua shift.
Intensitas tenaga kerja rendah untuk personel penyemprotan lapisan:
Tingkat otomatisasi yang tinggi secara signifikan mengurangi intensitas tenaga kerja.
Kualitas penyemprotan lapisan stabil:
Penyemprotan lapisan otomatis memastikan kualitas yang stabil; kinerja peralatan yang stabil.
Proyek turnkey, solusi komprehensif:
Pihak B bertanggung jawab untuk menyediakan bahan baku, peralatan, layanan penyemprotan lapisan, dan layanan tindak lanjut komprehensif selama proses aplikasi, mengurangi kekhawatiran pelanggan dan memungkinkan mereka untuk "duduk santai dan menikmati manfaatnya."
Biaya operasi penyemprotan lapisan rendah:
Tenaga kerja yang dikurangi, efisiensi peralatan yang tinggi, masa pakai yang panjang, konsumsi energi yang rendah, tidak ada limbah bahan, dan persyaratan lantai yang kecil.
Memastikan efektivitas:
Kontrol komprehensif atas efektivitas penggunaan bahan baku, peralatan, dan proses penyemprotan lapisan untuk memastikan hasil yang optimal.
Keuntungan Solusi Teknologi Penghematan Karbon Lv Tianhe untuk Anoda Aluminium Elektrolitik
Keuntungan kualitas produk: Efisiensi anti-oksidasi tertinggi dan efek penghematan karbon terbaik;
Keuntungan bahan baku: Memiliki seluruh proses dari bahan baku dasar hingga bahan pelapis keramik fungsional;
Lini produksi; keuntungan peralatan: Memiliki kemampuan R&D dan desain untuk peralatan penyemprotan lapisan otomatis dan cerdas.
Kinerja Produk dan Standar Deteksi
Karakteristik Solusi Teknologi Penghematan Karbon Lv Tianhe untuk Anoda Aluminium Elektrolitik
Memperpanjang siklus anoda selama 1-2 hari: Dapat memperpanjang siklus selama 1-2 hari, mengurangi residu karbon dan perubahan anoda, serta meningkatkan efisiensi arus.
Pengerasan dan pemadatan pada suhu kamar: Pembentukan film alami, pengerasan, tidak memerlukan sintering, tidak retak; lapisan tetap padat pada suhu 0-900°C.
Hijau dan ramah lingkungan: Komponen utamanya adalah alumina, dan semua komponen tambahan adalah bahan baku anorganik yang aman dan ramah lingkungan, tidak korosif, tidak memiliki volatilitas organik, dan tidak mempengaruhi kualitas aluminium primer atau komposisi elektrolit.
Sifat dasar lapisan keramik nano LTH
Kinerja tahan oksidasi - Deteksi laboratorium
Tahan oksidasi yang sangat baik; setelah 7 jam oksidasi pada suhu 900°C, tidak terjadi oksidasi pada area yang dilapisi.
Ikatan yang kuat dengan bahan berkarbon, tidak retak, tidak mengelupas, dan tahan terhadap goncangan termal yang sangat baik.
Kinerja tahan oksidasi - Deteksi laboratorium
Oksidasi dalam suasana udara pada suhu 900°C (hingga 720 jam pengujian oksidasi suhu tinggi, tidak ada oksidasi).
Standar pengujian kinerja
Oksidasi cakar baja anoda
Mekanisme korosi permukaan cakar baja anoda
Oksida besi memiliki struktur kristal ion padat, sedangkan lapisan oksida permukaan besi menunjukkan sifat semikonduktor dari berbagai jenis, sehingga proses oksidasi besi pada dasarnya adalah reaksi elektrokimia.
Kerugian yang disebabkan oleh oksidasi cakar baja
1. Sumber utama Si dan Fe berasal dari empat bahan baku: alumina, fluorida aluminium, bahan pelapis anoda, dan anoda karbon.
2. Kandungan Fe yang diperkenalkan secara langsung dan tidak langsung oleh oksidasi cakar baja mencapai hingga 60%.
Kerugian yang disebabkan oleh korosi cakar baja anoda pada perusahaan dengan kapasitas 400.000 ton aluminium elektrolitik:
1. Diperkirakan sekitar 60% (550-650 ppm) dari Fe dalam aluminium cair berasal dari korosi cakar baja dan akhirnya masuk ke dalam aluminium cair.
2. Karena oksidasi cakar baja, lebih dari 10.000 cakar baja dibuang setiap tahunnya, dengan biaya perbaikan melebihi 10 juta yuan.
3. Diameter cakar baja menyusut dari 18 cm menjadi 14 cm karena oksidasi, sehingga menimbulkan peningkatan sekitar 25 mv dalam penurunan tegangan cakar baja dan peningkatan 82,5 kW·h dalam konsumsi listrik per ton aluminium.
Karakteristik Teknis Lapisan Antioksidasi untuk Cakar Baja Anoda
Karakteristik teknis lapisan ini:
Tahan terhadap korosi uap suhu tinggi dari fluorida dan gas HF;
Koefisien ekspansi termal yang mirip dengan cakar baja, tidak mudah retak;
Ikatan yang kuat dengan cakar baja, tidak mudah mengelupas;
Memiliki kemampuan penyembuhan diri pada suhu tinggi;
Tekanan uap rendah pada suhu tinggi, dengan kerugian volatilisasi lapisan yang minimal;
Mampu melakukan sintering dan densifikasi pada suhu yang lebih rendah.
Efek Lapisan Cakar Baja
Metode aplikasi:
1. Pembersihan cakar baja: Hapus sisa-sisa yang menempel pada permukaan cakar baja;
2. Aplikasi: Sikat atau semprot, dengan laju 1 kg/m²;
3. Setelah disikat, biarkan kering secara alami selama 8 jam sebelum digunakan.
Catatan: Pastikan permukaan batang baja bersih sebelum dilapisi; jika tidak, efek lapisan akan terganggu.
Efek Lapisan pada Batang Baja
Enam siklus uji oksidasi berturut-turut:
1. Permukaan batang baja yang dilapisi berwarna abu-abu metalik, halus, tanpa nodul atau oksidasi yang signifikan;
2. Permukaan batang baja yang tidak dilapisi mengembang menjadi nodul skala oksida besi, dan setelah nodul dihilangkan, lubang oksidasi terlihat di permukaan;
3. Tingkat korosi oksidasi rata-rata batang baja berkurang lebih dari 80% setelah menerapkan lapisan.
Manfaat Lapisan Antioksidasi untuk Stempel Baja
1. Umumnya, penggunaan lapisan antioksidasi dapat mengurangi oksidasi stempel baja hingga lebih dari 80%;
2. Setelah menerapkan lapisan antioksidasi untuk stempel baja, masa pakai stempel baja diperpanjang hingga lebih dari dua kali lipat, sehingga menghemat biaya pemeliharaan stempel baja hingga 9 juta yuan per tahun;
3. Tingkat oksidasi stempel baja berkurang, sehingga secara signifikan mengurangi kandungan besi yang masuk ke dalam aluminium primer, meningkatkan kualitas aluminium primer, meningkatkan hasil aluminium primer 99,85, dan menghasilkan manfaat tambahan hingga lebih dari 9 juta yuan.
Manfaat Ekonomi dari Aplikasi Industri
Penerapan solusi teknologi hemat karbon perusahaan untuk anoda aluminium elektrolitik umumnya mengurangi konsumsi anoda hingga 3-6%, memperpanjang siklus anoda hingga dua hari, dan mengurangi konsumsi anoda kotor per ton aluminium hingga lebih dari 15 kg. Manfaat ekonomi dihitung berdasarkan kapasitas produksi aluminium elektrolitik sebesar 1 juta ton.
Pengurangan Konsumsi Anoda Bersih:15 kg C/t-Al × 1.000.000 t-Al/tahun = 15.000 t C/tahun; 15.000 t C/tahun × $930/t-C = $14.000.000/tahun
Pengurangan Residu Karbon dalam Elektrolit:Jumlah residu karbon berkurang hingga lebih dari 50%, sehingga mengurangi kehilangan elektrolit: Jumlah residu karbon yang diambil hampir mencapai 5.000 t/tahun. Pengurangan 50% dalam pengambilan residu karbon setara dengan 2.500 t residu karbon. Kandungan karbon dalam residu karbon sekitar 20%, dan kandungan elektrolit mencapai 80%, sehingga menghasilkan pengurangan kehilangan elektrolit sebesar 2.000 mt, setara dengan $1 juta/tahun.
Pengurangan Emisi Karbon Dioksida:Dengan mengurangi oksidasi dan pembakaran anoda, emisi karbon dioksida berkurang hingga 50.000 mt per tahun;
Manfaat Konversi Komponen Alumina dalam Lapisan:Komponen utama lapisan antioksidasi adalah alumina, yang masuk ke dalam elektrolit sebagai bahan baku dan akhirnya diubah menjadi aluminium logam. Nilai bahan baku setara dengan $1 juta/tahun.
Pengurangan Jumlah dan Beban Kerja Penggantian Anoda:Memperpanjang siklus anoda selama dua hari dapat mengurangi operasi penggantian anoda hingga 15.000 anoda per tahun.
Manfaat Ekonomi Tersembunyi dari Peningkatan Stabilitas Sel Elektrolisis:Setelah menerapkan lapisan nano-keramik antioksidasi anoda, oksidasi anoda berkurang, kadar residu karbon dalam elektrolit menurun, sehingga mengurangi resistivitas dan konsumsi daya elektrolit, serta memperbaiki kondisi sel. Sementara itu, luas penampang konduktif anoda meningkat, mengurangi kepadatan arus, yang pada gilirannya menurunkan tegangan sel dan meningkatkan stabilitas operasional sel elektrolisis. Efisiensi arus meningkat lebih dari 0,5%, konsumsi daya DC berkurang lebih dari 100 kW·h, dan manfaat ekonomi mencapai 50 juta yuan.
Investasi Komprehensif dalam Teknologi Antioksidasi:Kami menyediakan pelanggan dengan berbagai layanan lengkap, termasuk bahan pelapis, peralatan penyemprotan otomatis, layanan penyemprotan, dan jaminan efek aplikasi, untuk mengatasi kekhawatiran mereka dan memastikan mereka mencapai penghematan biaya. Pihak B akan menerima 50% dari total penghematan biaya sebagai biaya layanan teknis.
Manfaat Komprehensif yang Diciptakan untuk Pelanggan
Dengan mengadopsi teknologi hemat karbon anoda dari Lvtianhe Company, sebuah perusahaan aluminium dengan kapasitas 1 juta ton aluminium elektrolitik dapat mencapai manfaat ekonomi tahunan sebesar 10 juta dolar AS.
Klik untuk melihat laporan khusus tentang Konferensi Pertambangan Indonesia & Konferensi Logam Kritis 2025.
![Harga aluminium sedikit terkoreksi, nada lemah tidak berubah [Ulasan harian aluminium spot SMM China Selatan]](https://imgqn.smm.cn/usercenter/ECUsL20251217171652.jpg)
