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炭电极

炭电极是以电煅无烟煤、石油焦、石墨碎、煤沥青等为主要原料,经配料、成型、焙烧、机械加工而成的炭质导电材料,它是21世纪以来在我国逐步推广运用的一种新型节能环保材料,作为矿热炉用导电电极可以广泛应用于工业硅、铁合金、电石、黄磷等金属或非金属冶炼过程中。炭电极是节能、环保型产品,在电石铁合金矿热炉上使用可大大地降低冶炼电耗,减轻污染。是电极糊的更新换代产品。

炭电极,主要以石油焦、针状焦为原料,煤沥青作结合剂,经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工而制成,是在电弧炉中以电弧形式释放电能对炉料进行加热熔化的导体,根据其质量指标高低,可分为普通功率、高功率和超高功率。 [1]

一、原电池中的电极
  电极是原电池的基本组成部分。利用自发氧化还原反应产生电流的装置叫原电池,一个原电池必须由两个基本部分组成:两个电极和电解质溶液。给出电子发生氧化反应的电极,如丹尼尔电池(右图上部所示)中的Zn极,由于其电势较低,被称为负极(negative electrode);而接受电子发生还原反应的一极,如Cu极,由于其电势较高,而称作正极(positive electrode)。
  根据组成电极物质的状态,可以把电极分为三类。第一类电极是金属电极和气体电极,如丹尼尔电池中锌电极和铜电极,还有标准电极;第二类电极是金属-金属难溶盐电极及金属-金属难溶氧化物电极,如Ag-AgCl电极。第三类电极是氧化还原电极(任一电极皆为氧化还原电极,这里所说的氧化还原电极是专指参加电极反应的物质均在同一个溶液中),如Fe3+,Fe2+溶液组成的电极。
  二、电解槽中的电极
  电极是电解过程中,电流进入或离开电解液的导体。电解过程就是在电极相界面上发生氧化还原反应。
  电极分为阴极和阳极,和电源正极相连的是阳极,阳极上发生氧化反应;和电源负极相连的是阴极,阴极上发生还原反应。
  电解材料的种类很多,常用的是碳电极,此外钛等金属也可以做电极。在电镀中,含有镀层金属的金属往往作为阳极,待镀制品作为阴极。
  三、电极
  电池的组成部分,它由一连串相互接触的物相构成,其一端是电子导体──金属(包括石墨)或半导体,另一端必须是离子导体──电解质(这里专指电解质溶液,简称“电解液”或“电液”)。结构最简单的电极应包括两个物相和一个相界面,即〔金属|电液〕。上述定义的电极也称“半电池”。
  四、电极的表示
  通常在电池上会标有“+”的符号,那是正极,在另一端会标有“-”符号那是负极,同时在蓄电池上只有正极有“+”,而负极没有。颜色也可以表示正负极:红色代表正极,黑色代表负极。 [1]

提高冶炼矿热炉产量,降低电耗15-20-;降低劳动强度(冶炼1吨铁合金消耗电极糊60kg左右,消耗炭电极仅12kg左右,降低电极的操作次数),简化了生产工艺; 避免或减少自焙电极经常发生的“软断”与“硬断”事故,改善工作环境,节省运行费用。
  炭电极包括:
  (1)普通功率炭电极。允许使用电流密度低于 17A/厘米2的炭电极,主要用于炼钢、炼硅、炼黄磷等的普通功率电炉。
  (2)抗氧化涂层炭电极。表面涂覆一层抗氧化保护层的炭电极,形成既能导电又耐高温氧化的保护层,降低炼钢时的电极消耗。
  (3)高功率炭电极。允许使用电流密度为18~25A/厘米2的炭电极,主要用于炼钢的高功率电弧炉。
  (4)超高功率炭电极。允许使用电流密度大于 25A/厘米 2的炭电极。主要用于超高功率炼钢电弧炉。 [2]

目前在工业硅和黄磷冶炼炉上已开始替代价格较高的石墨电极。在同样容量的埋弧矿热炉上,与石墨电极相比,炭电极的直径可以做的较大(现国内可生产Φ650-Φ1200mm的炭电极,石墨电极现国内只能做到Φ600mm),使炉内弧带增宽,弧线稳定,保证了热熔效率,增加产品产量,降低产品电耗。吨硅铁冶炼成本降低300-400元,吨电石冶炼成本降低100多元。炭电极与其他炭素制品相比具有使用领域广的特点,可以在工业硅、黄磷、电石、铁合金等冶炼矿热炉上使用。现发达国家在矿热炉上已全部使用炭电极。
  市面上有零售的这些炭电极的地方好像不是很常见啊,如果你对于实验 要求不高的话,那只有从电池上把电池里面的炭电极拆下来,洗干净就可以了。那些电池上的炭电极是完全可以用来做电解实验的。
  但是因为如果你对于电解后的溶液质量要求比较高的,那最好不要用炭,因为炭点解如果长期电解那些溶液,它里面的炭粉会混在溶液里,造成点解后的溶液完全就像是一瓶黑色的墨水,要经过沉淀才行。如果是第二种情况的话,建议你用金属做电极了。金属中也有不少是可以做阳极的,如果不是做一些如电解熔融氯化钠之类的高温电解实验的话,只是电解一些溶液,那建议用如钛,或钽这类的金属做电极了,用炭来做电极,并不好。 [2]

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