。 电解质成分 工业铝电解生产普遍采用冰晶石氧化铝电解质，其中氧 化铝是炼铝的原料。冰晶石是熔剂。此外，在冰晶石氧化铝 熔液中还含有游离的氟化铝，以及其它各种添加物。例如氟化 钙氟化镁或氟化锂。我国铝工业常用分子比表示。 中性电解质分子比为，酸性电解质分子比﹤，碱性分子比 ﹥，目前国外大型中间式加料预焙槽采用的分子比为，即 游离氟化铝为，这种酸性电解质的优点是初晶点比较低， 可降低电解温度，铝的溶解性小，同时钠离子在阴极上放电可 能性小，故可提高电流效率，炭渣同电解质易分离，电解质结 壳酥松，便于下料。 工业电解质里添加氟化钙量约为，氟化镁， 或氟化锂。中间点式下料预焙槽用电子计算机控制电解 质中的氧化铝浓度为，取得较高的电流效率。 四电解质水平和铝水平 电解质熔液起着溶解氧化铝作用，工业电解槽内电解质水 平通常为，由于极距是固定的，所以电解质 水平决定着阳极浸入深度，即提高电解质水平，就等于增加阳 极进入深度，则阳极同电解质的接触面积增大，阳极气泡上升 的抽力加大，使电解质运动加速，引起电流效率降低。 当电解槽采用窄炉面，阳极中间缝隙缩小的情况下，为保 持定量的电解质，则电解质的水平应高些。 工业电解槽内经常保留定厚度的铝液层，是有益的，其 作用是 保护槽底阴极炭块，不使碳化铝在槽底上大量生成，而 增大电阻 阳极中央部分多余热可通过这层良导体传输到阳极四 周，从而使槽内各部温度趋于均匀 适当厚度铝液层能够削弱磁场作用力 使电流比较均匀通过槽底。 铝水般高度。磁场已经得到改善的大型槽，它 的铝液水平可低于。 在工业电解槽上，如果槽内温度升高，则槽底与侧部电解 质沉淀和结壳熔化，使电解质和铝液水平降低。反之，如果温 度降低，则沉淀和结壳增多增厚，造成电解质水平萎缩和铝液 水平上升。 五阳极效应系数 每日分摊到每槽上阳极效应次数称阳极效应系数。 阳极效应发生时，阳极上有火花放电现象，槽电压升高到 伏左右，通常再加氧化铝时，可以熄灭。 发生阳极效应电压升高，耗费大量电能，随着电解槽容量 扩大而增大，以为例，如果效应电压为伏，正常工作 电压，效应延续时间为分钟，则每次阳极效应多耗费电能 为。 阳极效应是熔盐电解过程中发生在阳极上的特殊现象，无 论哪种解释机理都有氧化铝浓度降低生产槽上的原因， 采用定时下料模式的中心下料预焙槽，可通过阳极效应来消除 炉底沉淀并清洁电解质液，掌握和调整向电解槽中添加氧化铝 量的情况，因此，定时中心下料预焙槽效应系数般设定比较 高，大都在。当今发展起来的氧化铝浓度自适应控制 技术，虽可较好控制阳极效应发生次数，但阳极效应着实会给 运行的电解槽带来些好处，诸如消除炉底沉淀，结晶电解质 液，清理阳极底掌，自调槽内热平衡等，同时发生阳极效应的 各种数据可提供槽子运行状态的信息。 六电流强度的强化 铝电解槽电流的强化有两种方式是电解槽阳极和阴极 结构不变，在原电解槽结构的基础上强化电流，这时电解槽阳 极电流密度，电解质熔体的电流密度，阴极电流密度和他们与 金属导体接触的电流密度，会由于电流的提高而提高二是阴 极结构不变，只改变阳极结构，使电解槽阳极加长，加工面缩 小，在这种情况下，阳极电流密度可以提高些，也可以不提 高，这要视阳极加长的大小和电流强化多少而定。 阳极具有承受电流强化到的能力 目前电解槽在电流强度运行时，其阳极电流密度为 ，电流强度强化到时，其电流密度将达到 左右。阳极电流密度比原来增加了，电 流强度比原来了增加了。目前我国电解铝厂生产的炭素阳 极如果没有太大的质量问题，是能够承受 电流密度的。 阳极电压降和阴极电压降 阳极电流扩大到，阳极不变，计算结果表明，虽然电 流从扩大到，但扩大后的炭阳极电压只增加， 不会对度。磁场已经得到改善的大型槽，它 的铝液水平可低于。 在工业电解槽上，如果槽内温度升高，则槽底与侧部电解 质沉淀和结壳熔化，使电解质和铝液水平降低。反之，如果温 度降低，则沉淀和结壳增多增厚，造成电解质水平萎缩和铝液 水平上升。 五阳极效应系数 每日分摊到每槽上阳极效应次数称阳极效应系数。 阳极效应发生时，阳极上有火花放电现象，槽电压升高到 伏左右，通常再加氧化铝时，可以熄灭。 发生阳极效应电压升高，耗费大量电能，随着电解槽容量 扩大而增大，以为例，如果效应电压为伏，正常工作 电压，效应延续时间为分钟，则每次阳极效应多耗费电能 为。 阳极效应是熔盐电解过程中发生在阳极上的特殊现象，无 论哪种解释机理都有氧化铝浓度降低生产槽上的原因， 采用定时下料模式的中心下料预焙槽，可通过阳极效应来消除 炉底沉淀并清洁电解质液，掌握和调整向电解槽中添加氧化铝 量的情况，因此，定时中心下料预焙槽效应系数般设定比较 高，大都在。当今发展起来的氧化铝浓度自适应控制 技术，虽可较好控制阳极效应发生次数，但阳极效应着实会给 运行的电解槽带来些好处，诸如消除炉底沉淀，结晶电解质 液，清理阳极底掌，自调槽内热平衡等，同时发生阳极效应的 各种数据可提供槽子运行状态的信息。 六电流强度的强化 铝电解槽电流的强化有两种方式是电解槽阳极和阴极 结构不变，在原电解槽结构的基础上强化电流，这时电解槽阳 极电流密度，电解质熔体的电流密度，阴极电流密度和他们与 金属导体接触的电流密度，会由于电流的提高而提高二是阴 极结构不变，只改变阳极结构，使电解槽阳极加长，加工面缩 小，在这种情况下，阳极电流密度可以提高些，也可以不提 高，这要视阳极加长的大小和电流强化多少而定。 阳极具有承受电流强化到的能力 目前电解槽在电流强度运行时，其阳极电流密度为 ，电流强度强化到时，其电流密度将达到 左右。阳极电流密度比原来增加了，电 流强度比原来了增加了。目前我国电解铝厂生产的炭素阳 极如果没有太大的质量问题，是能够承受 电流密度的。 阳极电压降和阴极电压降 阳极电流扩大到，阳极不变，计算结果表明，虽然电 流从扩大到，但扩大后的炭阳极电压只增加， 不会对电解槽阳极的工作及热负荷产生影响 电解槽上阳极电压降中包括了铝电解槽阳极钢角与 碳素阳极之间的接触电压降，此值在左右平均值。由 于电流扩大后，没有对碳素阳极的炭碗和钢爪的结构设计和尺 寸大小进行改变，理论上电解槽的电流扩容。即电流强度扩 容，即平均增加，即达到。 然而实际上，由于电流扩大后，阳极钢爪电流密度升高， 钢爪温度会有少许升高。这会增加钢爪的热膨胀以及钢爪与阳 极炭块的接触压力，使钢炭之间的接触电压降低，从而使电流 扩大后炭阳极的钢炭电压降基本不上升。无论是过去的抚顺铝 厂自焙槽，还是国内外的的大型预焙阳极电 解槽，电流强化的实践经验都表明，电解槽电流适当强化后没 有使电解槽的阳极电压降和阴极电压降有明显的提高。对第 种电流强化方式而言阳极电流密度的增加确定无疑，如果阳极 的电阻不变，阳极电压降应随电流的增加而增加。铝电解槽的 阳极以及阳极钢爪上的铁炭间的电压降是阳极电压降的主要部 分，但是由于阳极电流密度和阳极钢爪电流密度的提高，会使 其温度提高，必然导致其阳极和之间的电阻下降。 三优化技术参数方案的确定 比较期台电解槽运行参数，结合续建新启动的台 电解槽实际情况，我们确定新启槽技术参数如下 电解槽工作电压 电解槽温度 极距左右 电解质分子比 效应系数次台 电解质水平铝水平 氧化铝浓度。 电流强度。 考虑到电压较低铝水较高，会引起过热度低的可能性， 我们采取将电流强度从强化到，并保持电流强度的 稳定，以及其它技术参数的平稳运行，以实现低极距低温低 分子比低效应系数操作。 四优化技术参数方案的实施 我们优化采用了低电解质温度低氧化铝浓度低中分子 比低效应系数低极距高铝水平的电解工艺参数。前提条 件是电解槽保持稳定，否则再好的技术条件随时都有可能被破 坏。 低电解质温度控制 初晶温度是指液体开始形成固态晶体的温度。固态晶体开 始熔化的温度称为该晶体的熔点。初晶温度与熔点的物理意义 不同，但在数值上相等。 冰晶石氧化铝均匀熔体电解质其初晶温度随氧化铝含量 增多而降低。电解质的摩尔比分子比降低，其初晶温度也 随之降低，但氧化铝的溶解量也会降低。 电解生产中需要电解质的初晶温度越低越好，这样可以降 低工作温度工作温度般控制在初晶温度以上范 围。工作温度越低，减少设备变形，延长设备使用寿命，工人 劳动环境改善，电解质挥发损失小。而且，更重要点，电解 过程中电流效率随电解温度降低而提高，即可以降低电能消耗， 又可以增加产量。 电解温度是指电解生产中电解质的温度。电解质温度电解 质初晶温度过热度。在铝电解生产上，通常电解温度看作重要 技术条件。所谓电解温度，是指电解质温度而言。现代大型预 焙槽的电解温度大多是在之间。这是个温度范围， 大约高出电解质的初晶点。两者之间的差值称为过热 国内外同类型槽主要技术经济指标概述 年，随着我国铝电解工业的快速发展，在国家加强宏 观调控的政策下，氧化铝煤电等能源价格居高不下，且还 呈上升趋势，市场竞争越来越激烈，铝电解厂获得利润的空间 几乎为零，有的甚至出现严重亏损。电解铝是项高能耗的产 业，仅氧化铝和电就占电解铝锭总成本的左右。因此，要想 在如此激烈的市场竞争中立稳脚跟，就必须最大限度地提高电 效，降低电耗，以低成本制