El ánodo
es un bloque de carbón que constituye el polo positivo de la celda
electrolítica y su función fundamental es conducir la corriente eléctrica para
que ocurra el fenómeno de la electrólisis, así como también servir de reactante
para fijar el oxígeno disuelto y evitar la reoxidación (reacción en retroceso)
del aluminio.  |
| Figura 2. Anodos de Carbón |
Los ánodos empleados en la producción de aluminio son un agregado
de coque de petróleo calcinado, brea de alquitrán, desecho verde y cabos, en
proporciones definidas, que luego de un tratamiento térmico su conformación se
reduce a tres fases de coque: cabo, coque de petróleo calcinado y coque
residual (formado por el fino de coque y la brea). Para
hacer la elección correcta de las materias primas y optimizar eficientemente el
proceso de fabricación del ánodo, es necesario contar con indicadores que
consideren la probabilidad de falla por choque térmico, a través de la
evaluación de las propiedades físicas y mecánicas de los bloques de carbón.
El ánodo
de carbón se constituye por partículas
de agregado seco que se mantienen juntas mediante una mezcla de polvo fino de
coque de petróleo calcinado y brea denominada matriz aglutinante. La densidad a
granel de la mezcla de los agregados está en el orden de 1,0–1,2g/cm3 (bloque
de ánodo), con dimensiones definidas, incluyendo una contracción de 0,20–0,40%
(lineal) por cocción o tratamiento térmico.
Un
buen ánodo cocido debe reunir los siguientes requisitos:
a)
Densidad razonable y baja porosidad con la finalidad de minimizar la rata de
consumo y aumentar su vida útil.
b)
Buena estabilidad térmica y química que permita su uso en un ambiente corrosivo
a elevadas temperaturas.
c)
Resistencia mecánica adecuada de manera que pueda soportar un difícil manejo.
d)
Conductividad eléctrica alta con la finalidad de minimizar la resistencia de la
celda.
e)
Conductividad térmica baja con el fin de reducir las pérdidas de calor de la
celda y prevenir solidificación en la interfase del electrolito.
f)
Resistencia adecuada al choque térmico cuando sea transferido hacia o desde la
celda.
g)
Superficie pequeña accesible a la oxidación, con menos de un 15% de porosidad
correspondiente a los microporos (diámetro de 0,5 a 1_m), con el objeto de
crear el menor sobrevoltaje anódico por medio de la mínima caída adicional del
voltaje óhmico, producido por la evolución de gases en el interior de los poros
anódicos.
h)
Resistencia alta y uniforme del aglutinante y de las partículas del agregado
seco a la oxidación por aire y por CO2.
i)
Bajo contenido de impurezas, con el fin de prevenir contaminación del metal y
reacciones catalíticas de oxidación.
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