Herstellungsprozess einer vorgebackenen Anode

Die vorgebackene Anode besteht aus Petrolkoks und Asphaltkoks als Grundmaterialien und Kohleasphalt als Bindemittel. Es wird als Anodenmaterial für vorgebackene Aluminium-Elektrolysezellen verwendet. Diese Kohlenstoffblöcke wurden gebacken und haben eine stabile geometrische Form, daher werden sie auch vorgebackene Anodenkohlenstoffblöcke genannt. Traditionell werden sie auch Kohlenstoffanoden für die Aluminiumelektrolyse genannt. Die Aluminium-Elektrolysezellen, die vorgebackene Anodenkohlenstoffblöcke als Anode verwenden, werden vorgebackene Anoden-Elektrolysezellen oder einfach vorgebackene Zellen genannt. Hierbei handelt es sich um eine moderne, großformatige Aluminium-Elektrolysezelle.

Die voraktivierte Kohlenstoffanode wird üblicherweise im oberen Teil der Elektrolysezelle installiert. Ein starker Gleichstrom von 60-300 ka fließt durch die Kohlenstoffanode und wird in den Elektrolyten eingeleitet. Der spezifische Widerstand der Kohlenstoffanode beträgt 50-70 μΩ.m. Zusätzlich zum Widerstand der Verbindungsstangen und Kontakte beträgt bei der normalen Aluminiumelektrolyseproduktion der Spannungsabfall an der verbrauchten Kohlenstoffanode 300–500 mV, was 10–15 % des Spannungsabfalls der Elektrolysezelle ausmacht. An der Stelle, an der die Kohlenstoffanode den geschmolzenen Elektrolyten am Boden berührt, findet eine komplexe elektrochemische Reaktion (Anodenreaktion) zur Zersetzung von Aluminiumoxid statt. Unter Beteiligung von Kohlenstoff entstehen als Endprodukte der Anode CO und CO2. Bei der Aluminiumelektrolyseproduktion beträgt der durchschnittliche tägliche Verbrauch der Kohlenstoffanode 1-2 cm. Das regelmäßige Hinzufügen neuer Anodenpaste zum oberen Teil der Elektrolysezelle (bei selbstgebackenen Anodenelektrolysezellen) oder das regelmäßige Ersetzen der voraktivierten Anode (bei voraktivierten Anodenelektrolysezellen) ist der Hauptinhalt des Anodenbetriebs, um den kontinuierlichen und normalen Betrieb der Anode aufrechtzuerhalten.