残阳极作为铜铝等废金属熔炼的燃料应用评述

残阳极一词的出现，还得从电解铝工业说起，最早的电解铝工艺采用的是自焙槽，作为阳极的材料是炭糊—-又称阳极糊，阳极糊在电解槽中是连续不断消耗，在消耗中连续不断添加，不存在剩余部分，后来随着电解铝工艺全面升级为预焙槽，阳极糊在成型后再经过焙烧工序才能提供给电解铝，所以又称预焙炭阳极。

   炭阳极在电解槽运行一个周期称之为残阳极。通常从600mm以上的高度消耗成高度只有120mm左右，此时必须更换新的炭阳极，那么剩余部分的炭被行业习惯称之为残阳极。

在废金属熔炼和铸造行业，最初是用焦炭作为燃料来提供热量，但后来由于成本等多种因素的推动，在实际应用中部分熔炼工厂开始试用残阳极代替焦炭，由于残阳极比焦炭灰分更低、热值更高而逐步得到推广，当然由于炭阳极的硫份含量通常在2%左右平，残阳极在为熔炼提供热量的过程中会产生对环境污染的硫份排放问题，而焦炭特别是铸造焦的硫份可以低至0.5%，所以熔炼工厂一方面考虑残阳极和焦炭搭配使用，从而保证总体硫份仍然可以控制在一个可以接受的范围，另一方面熔炼厂积极专门为此建设配套的脱离设施，减轻由此带来的硫份排放的环境问题，从而可以增加残阳极的搭配比例，提高熔炼过程中的温度和降低成本。

建议并倾向于选择高质量的残阳极作为铸造焦的部分替代，虽然这些高质量的的残阳极的价格会比一些质量较差的残阳极碎通常高出20-30$/吨, 但是其使用效果带来的效益远远高于原料成本的上升，这应该是一种正确和合理的选择，另一方面，质量较差的残阳极通常会扰乱废铜和生铁熔炼的工艺过程。

根据多年的行业经验，在选择残阳极作为燃料的时候，除了关注固定碳、硫份、水分、灰分和发热量等这些常规指标外，建议还要把握以下环节或者影响因素：

1、 清理程度

部分铝厂在管理上把它作为废弃物来处理，在清理上比较放松，通常附着在上面的白色物质比较多，这些白色物质主要是电解质（主要成分：Na3AlF6、 AlF3、CaF2、MgF2、LiF）。直接影响熔炼过程中的工艺控制，这些白色物质会催化炭的燃烧反应，增加燃料的消耗，同时残留的氟化物是重度危害污染源。

2、碳阳极的质量特性

残阳极虽然被电解铝管理层视为一种废弃物，其固定碳、硫分、灰分和水分、发热量等参数取决于碳阳极而且一般都比较固定，但是由于有些电解铝厂为了单方面的追求成本或者管理上的原因，对所用碳阳极的反应活性（如：空气反应性、二氧化碳反应性）缺乏意识和监管条件，那么从固定碳、硫分、灰分等常规指标看没有问题，但是其阳极在电解铝的消耗往往会有较大的差别，同样熔炼工厂在使用残阳极的时候，不能只单纯的注重残阳极的固定碳、灰分、水分、发热量和尺寸等这些指标，当然这些指标是一个基本和前提条件，实际上残阳极反应性对其在废铜、生铁熔炼铸造中的实际使用效果有着很大的影响，一些缺乏监管条件和意识的电解铝厂其残阳极的燃烧特性比较差，在实际燃烧过程中往往会表现出消耗增加，这些情况在中国往往都是一些规模比较小的电解铝厂或者一些管理比较松散的国有企业。

3、 储存场地

露天存放的残阳极主要存在两个问题：一是长期露天存放的残阳极其表面呈现大量的白色，主要是渗透在残阳极里面的盐类遇水溶解并迁移到表面，最后沉积在表面发白，二是露天存放的残阳极在装载时受到气候的影响是很难控制其干燥程度。特别是有些工厂的残阳极存放地面没有进行混凝土地面处理，常常和泥土直接接触，增加了二次污染。

4、残阳极的硬度

残阳极的硬度对后续的熔炼工况有直接影响，其硬度通常取决于两方面，一方面是炭阳极的本身强度和密度水平，实际上在中国由于大部分炭阳极生产工厂在石油焦煅烧车间使用的是罐式炉（固定床）而非回转窑（回转床），其煅烧石油焦的颗粒稳定性比较好，颗粒的孔隙度比较小，同时在后面的混捏工序中中国大部分工厂使用的是间断混捏（混捏锅），其混捏时间通常达到1小时，所以中国炭阳极的强度和体积密度都比较高，正因为如此，中国炭阳极才能适应其电解铝槽型的不断扩大和高电流密度的通过。另一方面，如果铝厂本身生产管理不严格（如; 保温料覆盖不好），往往会使炭阳极顶部氧化程度严重，这些氧化层面积过大、深度较深就会使残阳极表面疏松，也是我们通常所称的——软残阳极。

5、 是否混有其他炭化物

1） 如果工厂管理上不严谨，有些其他炭化物很容易混淆在里面，如：炭阳极焙烧炉壁的粘结料块，铝厂的侧部废炭块、铝厂的废阴极炭块

2） 有些供应商低价回收一些废料然后再添加结焦值非常低的沥青进行混合、压型，在适当焙烧，这些焙烧后的炭块强度和体积密度都很低，但是常常混淆在里面以降低成本。