金屬鋁一般采用冰晶石-氧化鋁熔鹽電解法生產(chǎn)，其主要設(shè)備是鋁電解槽，內(nèi)襯由炭磚、耐火磚和保溫磚等材料砌筑。在點(diǎn)解率生產(chǎn)過(guò)程中，槽襯受到冰晶石侵蝕、Na和NaF的蒸汽和鋁液體通過(guò)炭磚縫向側(cè)壁耐火磚、保溫磚滲透，通過(guò)槽底炭質(zhì)陰極滲入到隔熱層，致使鋁電解槽壽命降低。為此，開(kāi)發(fā)了側(cè)壁用防滲透澆注料和槽底用干式防滲料。
電解槽的設(shè)計(jì)和選材，應(yīng)確保炭陰極材料內(nèi)部的溫度大于850℃，因?yàn)镹aF在850℃以下會(huì)結(jié)晶，引起炭陰極體積膨脹和炭磚鼓脹，降低其使用壽命。其辦法是選用良好的保溫磚作隔熱層，同時(shí)在炭磚與隔熱層之間用防滲料作阻擋層，防止NaF等有害物質(zhì)的滲透。防滲料的選用原則是m(Al2O3)/m(SiO2)>0.9，就能抑制Na和NaF的滲透。因?yàn)闈B入的Na與NaF能與Al2O3-SiO2質(zhì)耐火材料反應(yīng)生成霞石(Na2O·Al2O3·2SiO2)，從而堵塞氣孔，阻止Na和NaF的繼續(xù)滲透。
防滲透澆注料采用黏土熟料作耐火骨料，三級(jí)礬土熟料作耐火粉料，添加超微粉，用CA-50水泥作結(jié)合劑，并加分散劑和硅質(zhì)或長(zhǎng)石類防滲劑。其主要性能：Al2O3 44%，SiO2 49%，體積密度≥2.23g/cm3，110℃和1000℃燒后耐壓強(qiáng)度分別為40MPa和70MPa，1000℃燒后線變化<-0.3%，350℃熱導(dǎo)率約為0.55W/(m·K)。該料用于鋁電解槽側(cè)壁炭磚和隔熱層之間，可阻止Na和NaF等物質(zhì)的滲透，也保護(hù)了隔熱層。
干式防滲料臨界粒徑3mm，骨粉料質(zhì)量比約為6:4，直接鋪在槽底隔熱層上，厚度為100~150mm。該料主要性能，見(jiàn)表1-1。
表1-1 干式防滲料的性能
滲透深度測(cè)定：將干式防滲料300g裝進(jìn)石墨坩堝內(nèi)，加壓振動(dòng)5min，測(cè)定很實(shí)際高度H;然后裝進(jìn)高分子比的冰晶石200g，密封坩堝，在電爐內(nèi)加熱到950℃、保溫時(shí)間為96h。密封坩堝隨爐自然降溫到室溫，取出坩堝，切開(kāi)剖面觀察分析，并測(cè)量防滲料與冰晶石反應(yīng)后的剩余高度H2，計(jì)算出滲透深度(H1-H2)，實(shí)質(zhì)為反應(yīng)層的高度，即為該料的抗?jié)B透性。
