铝电解生产过程中,铝液的冲刷和碱金属的渗透作用是导致电解槽底部阴极炭块破损的主要原因。尤其是电解质的渗透作用,是影响电解槽寿命的核心问题之一。又因为国产氧化铝中富含有大量的氧化钾和氧化锂,在铝电解生产过程中,以此类型的氧化铝作为原料会使电解质中富集大量的钾盐和锂盐,尤其是钾盐,其对电解槽具有很大的破坏作用。因此,本课题基于国外某公司提供的六种不同材质的阴极炭块,探索了其在常温下的抗物理磨损性能以及1000℃下在Na3AlF6-Al203-AlF3-KF-LiF体系下抗钠及电解质渗透的性能。这将对我国工业铝电解槽阴极材料的选择以及提高电解槽寿命具有重要的指导作用。本研究课题针对国外某公司提供的A、B、C、D、E、F六种阴极炭块的电阻率、孔隙率、灰分和石墨化度等进行了测量。得出A、B型为无烟煤基阴极炭块,C型为半石墨质炭块,D、E型为半石墨化炭块,F型为石墨质炭块。经计算A, B、C、D,E、F六种炭块石墨化度分别为91%、92%、93%、79%、82%、94%。基于常温模拟实验分别研究了六种阴极炭块在常温下的抗磨损性能。得出阴极炭块的磨损量与实验时间和浆液流速基本呈正相关,并且可以得出无烟煤基炭块、半石墨质炭块、半石墨化炭块和石墨炭块的抗磨损性能是依次降低的。基于Na3AlF6-Al2O3-AlF3-KF-LiF体系下的电解实验,研究了KF和LiF共同添加、KF与LiF单独添加的情况下阴极的抗渗透性能。得出单独添加LiF对碱金属渗透行为具有抑制作用,单独添加KF对碱金属的渗透行为具有促进作用。