優(yōu)化添加劑配比_改善電解質(zhì)性質(zhì)工藝技術(shù)研究報(bào)告

1、.目 錄前言3一、190KA大型預(yù)焙槽電解質(zhì)性質(zhì)概述4二、優(yōu)化添加劑配比，改善電解質(zhì)性質(zhì)工藝技術(shù)研究5（一）問題提出5（二）鋁電解質(zhì)性質(zhì)參數(shù)概述6一）初晶溫度6二）密度7三）導(dǎo)電度7四）粘度8五）揮發(fā)性8（三）改善電解質(zhì)性質(zhì)關(guān)鍵技術(shù)研究9一）添加劑的選擇技術(shù)9二）氧化鋁濃度控制技術(shù)11三）電解溫度控制技術(shù)11四）過熱度控制技術(shù)13三、技術(shù)方案的確定15（一）氟化鎂含量的調(diào)整15（二）氟化鋁含量的調(diào)整16（三）技術(shù)方案的確定17四、方案實(shí)施17（一）氟化鋁添加17（二）氟化鎂添加18（三）技術(shù)條件的調(diào)整及維護(hù)19五、結(jié)果分析20六、效益分析21優(yōu)化添加劑配比，改善電解質(zhì)性質(zhì)工藝技術(shù)研究前言自從1

2、886年霍爾埃魯鋁電解法問世以來，工業(yè)鋁電解質(zhì)一直以冰晶石氧化鋁熔鹽為基本體系。其間雖然試驗(yàn)了各種各種氯化物、硫化物、碳酸鹽、硫酸鹽、鋁酸鹽來代替冰晶石，實(shí)際上均無成效。因此，只能采取改善的途徑，往冰晶石氧化鋁熔液中，添加某些能夠改善它的物理化學(xué)性質(zhì)，以提高電解生產(chǎn)指標(biāo)。這些物質(zhì)稱之為添加劑。2006年10月，泰山鋁業(yè)公司一期續(xù)建電解槽成功啟動(dòng)，新啟槽啟動(dòng)后，經(jīng)過一段時(shí)間后期管理，即可轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)管理。在生產(chǎn)過程中，為了有效地改善電解質(zhì)的性質(zhì)，我們將氟化鋁、氟化鈣、氟化鎂等幾種添加劑配合使用，優(yōu)化控制其含量，盡量發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，避開其缺點(diǎn)，使電解質(zhì)初晶溫度降低到935左右，電解生產(chǎn)工作溫度控制

3、在940955范圍內(nèi)，過熱度保持在1020之間，大大提高了電流效率，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。本文從六個(gè)方面對這一科技成果進(jìn)行了總結(jié)。一、190KA大型預(yù)焙槽電解質(zhì)性質(zhì)概述在電解過程中，液體電解質(zhì)是保證電解過程能夠進(jìn)行的重要條件之一。液體電解質(zhì)即指冰晶石氧化鋁均勻熔融體，其主要成分是冰晶石（占85%左右）。冰晶石的化學(xué)式為Na3AlF6，從分子結(jié)構(gòu)上講，它是由3mol氟化鈉（NaF）與1mol氟化鋁（AlF3）結(jié)合而成，所以又可寫成3 NaF·AlF3，此種配比的冰晶石稱為正冰晶石。正冰晶石在常溫下呈白色固體，其實(shí)測熔點(diǎn)約為1010，自然界中天然冰晶石的貯量極少，工業(yè)上所用冰晶石均為

4、化學(xué)合成產(chǎn)品。冰晶石中所含氟化鈉摩爾數(shù)與氟化鋁摩爾數(shù)之比，稱為冰晶石的摩爾比（俗稱分子比）。正冰晶石的摩爾比等于3，冰晶石的摩爾比既可大于3，也可小于3，摩爾比等于3的冰晶石稱為中性冰晶石，大于3的稱為堿性冰晶石，小于3的稱為酸性冰晶石。摩爾比大于3或小于3的冰晶石其熔點(diǎn)均小于正冰晶石。工業(yè)上將冰晶石中氟化鈉與氟化鋁的組成比用質(zhì)量比表示。在比值上，摩爾比是質(zhì)量比的2倍，即摩爾比等于3的冰晶石，其質(zhì)量比等于1.5.摩爾比等于3（質(zhì)量比等于1.5）的冰晶石形成的電解質(zhì)稱為中性電解質(zhì)，摩爾比大于3（質(zhì)量比大于1.5）的冰晶石形成的電解質(zhì)稱為堿性電解質(zhì)，摩爾比小于3（質(zhì)量比小于1.5）的冰晶石形成的電

5、解質(zhì)稱為酸性電解質(zhì)。目前，鋁工業(yè)上均采用酸性電解質(zhì)生產(chǎn)。氟化鋁的最大缺點(diǎn)是增大電解質(zhì)的揮發(fā)損失，從而惡化工人勞動(dòng)條件，在早期的無煙氣集中收集和處理的自焙電解槽上不能大量使用，一般將電解質(zhì)摩爾比（分子比）控制在2.7（氟化鋁過量5%左右）。近年發(fā)展起來的大型密閉中間下料預(yù)焙槽，電解煙氣可以集中收集和凈化，從而擴(kuò)大了氟化鋁的應(yīng)用。目前的密閉型大型預(yù)焙槽，電解質(zhì)摩爾比（分子比）一般控制在2.6以下，有些已經(jīng)達(dá)到2.3左右（氟化鋁過量近10%）。鋁電解質(zhì)的性質(zhì)，對鋁電解生產(chǎn)十分重要。了解和掌握電解質(zhì)的各種性質(zhì)，有助于指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)條件的控制，改善生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)，提高生產(chǎn)效益。鋁電解質(zhì)的性質(zhì)主要指電解質(zhì)的初

6、晶溫度、密度、導(dǎo)電度、粘度、表面性質(zhì)、揮發(fā)性等。二、優(yōu)化添加劑配比，改善電解質(zhì)性質(zhì)工藝技術(shù)研究（一）問題提出泰山鋁業(yè)公司一期62臺(tái)電解槽長期采用的工業(yè)鋁電解質(zhì)，經(jīng)全分析化驗(yàn)結(jié)果表明：含有冰晶石（約75%85%）、氟化鋁（約8%11%）和氧化鋁（約1.5%3.5%）以及添加劑氟化鈣（約5%）、氟化鎂（約1.5%2%）等。這種電解質(zhì)成分，分子比控制在2.42.55之間。經(jīng)現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用，電解溫度控制在950960，取得的電流效率僅在90%92%，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到93%94%的先進(jìn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)要求。借鑒其他鋁廠的先進(jìn)做法，我們考慮到能否使添加劑配比進(jìn)一步優(yōu)化，通過改善電解質(zhì)的性質(zhì)，提高電流效率?？紤]到氯化

7、鈉、氟化鋰等添加劑市場價(jià)格、產(chǎn)量等外界因素的影響，我們決定暫不添加這兩種添加劑，仍保持原有的電解質(zhì)成份，初步提出了將電解質(zhì)中氟化鋁濃度進(jìn)一步提高，氟化鎂濃度進(jìn)一步下降的技術(shù)改進(jìn)方案。（二）鋁電解質(zhì)性質(zhì)參數(shù)概述一）初晶溫度初晶溫度是指液體開始形成固態(tài)晶體的溫度。固態(tài)晶體開始熔化的溫度稱為該晶體的熔點(diǎn)。初晶溫度與熔點(diǎn)的物理意義不同，但在數(shù)值上相等。冰晶石氧化鋁均勻熔體電解質(zhì)其初晶溫度隨氧化鋁含量增多而降低。電解質(zhì)的摩爾比（分子比）降低，其初晶溫度也隨之降低，但氧化鋁的溶解量也會(huì)降低。電解生產(chǎn)中需要電解質(zhì)的初晶溫度越低越好，這樣可以降低工作溫度（工作溫度一般控制在初晶溫度以上1020范圍）。工作溫度

8、越低，減少設(shè)備變形，延長設(shè)備使用壽命，工人勞動(dòng)環(huán)境改善，電解質(zhì)揮發(fā)損失小。而且，更重要一點(diǎn)，電解過程中電流效率隨電解溫度降低而提高，即可以降低電能消耗，又可以增加產(chǎn)量。電解溫度是指電解生產(chǎn)中電解質(zhì)的溫度。電解質(zhì)溫度=電解質(zhì)初晶溫度+過熱度。在鋁電解生產(chǎn)上，通常電解溫度看作重要技術(shù)條件。所謂電解溫度，是指電解質(zhì)溫度而言?，F(xiàn)代大型預(yù)焙槽的電解溫度大多是在940960之間。這是一個(gè)溫度范圍，大約高出電解質(zhì)的初晶點(diǎn)520。兩者之間的差值稱為過熱度。電解質(zhì)溫度過高會(huì)增加金屬鋁的損失，降低電流效率，并能熔化爐膛，增加物料消耗，導(dǎo)致病槽。溫度過低的電解質(zhì)，其密度增大，粘度增大，鋁液與電解質(zhì)分離不開，陽極氣體

9、不易暢快排出，爐膛過小，伸腿伸長，電解質(zhì)溶解氧化鋁的能力降低，陽極效應(yīng)系數(shù)增大，爐底沉淀增多，電解槽底部易長結(jié)殼，分子比下降，電解質(zhì)急劇收縮，嚴(yán)重時(shí)造成滾鋁，產(chǎn)生病槽，生產(chǎn)紊亂，使各項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)大幅度下降。二）密度密度是指單位體積的某物質(zhì)的質(zhì)量，冰晶石在接近熔點(diǎn)處的密度為2.112g/cm3，隨著溫度升高，密度呈線性降低。工業(yè)鋁電解質(zhì)熔體的密度隨氧化鋁含量增多而降低。實(shí)際生產(chǎn)中，需要電解質(zhì)密度較低為好。鋁電解生產(chǎn)中，鋁與電解質(zhì)是兩種相溶性很?。ㄤX在電解質(zhì)中的最大溶解度約為1%）的液體，鋁水的密度比電解質(zhì)大些。故沉于電解槽底部，它們之間的分離靠兩種液體的密度差來實(shí)現(xiàn)。純度較高的鋁水平密度一定，因此

10、，只有減小電解質(zhì)熔體的密度來增大其密度差，從而使兩種液體良好分離。三）導(dǎo)電度導(dǎo)電度也稱為比電導(dǎo)或?qū)щ娐?，它是物體導(dǎo)電能力大小的標(biāo)志，通常用比電阻的倒數(shù)來表示。電解質(zhì)的比電阻定義為截面1cm2，長度為1cm的熔體的電阻，其單位為歐姆·厘米。顯然，電解質(zhì)的比電阻小，其導(dǎo)電度大，電解質(zhì)的導(dǎo)電性就好，相反則差。生產(chǎn)中需要電解質(zhì)具有大的導(dǎo)電度。電解質(zhì)導(dǎo)電性赿好，其電壓降就赿小，赿有利于降低生產(chǎn)能耗。四）粘度粘度是表示液體中質(zhì)點(diǎn)之間相對運(yùn)動(dòng)的阻力，也稱內(nèi)部摩擦力。熔體內(nèi)質(zhì)點(diǎn)間相對運(yùn)動(dòng)的阻力越大，該熔體的粘度就越大。一般說來，熔體粘度隨溫度升高而成線性減小。工業(yè)鋁電解質(zhì)的粘度一般保持在3×

11、;10-3Pa·s左右，過大或過小，對生產(chǎn)均不利。電解質(zhì)粘度過大，會(huì)降低氧化鋁在其中的溶解速度，會(huì)阻礙電解質(zhì)中的炭渣分離和陽極氣體的排出，給生產(chǎn)帶來危害。但電解質(zhì)粘度過小，會(huì)加快電解質(zhì)的循環(huán)，加快鋁在電解質(zhì)中的溶解損失，降低電流效率，而且加快氧化鋁在電解質(zhì)中的沉降速度，造成槽底沉淀。五）揮發(fā)性物質(zhì)的揮發(fā)性，一般是指液體在低于沸點(diǎn)的狀態(tài)下，分子以氣態(tài)蒸發(fā)的程度。揮發(fā)性通常用物質(zhì)的蒸汽壓來表示，某種液體在某一溫度下的蒸汽壓力大，即說其揮發(fā)性大，否則就小。蒸汽壓隨溫度升高而升高，到液體的沸點(diǎn)時(shí)，蒸汽壓與大氣壓相等，液體沸騰。生產(chǎn)中要求電解質(zhì)的揮發(fā)性要小，一是可以減小冰晶石的揮發(fā)損失，二是可

12、以減少有害物的排放，對人體減少危害，并減輕環(huán)境污染。（三）改善電解質(zhì)性質(zhì)關(guān)鍵技術(shù)研究一）添加劑的選擇技術(shù)在生產(chǎn)過程中，為了改善電解質(zhì)的性質(zhì)，有利于生產(chǎn)，通常向電解質(zhì)中添加各種添加劑，藉以達(dá)到提高電流效率，降低能耗的目的。能作為添加劑的條件為：在電解過程中不參與電化學(xué)反應(yīng)，以免電解出其他元素而影響鋁的純度；能夠?qū)﹄娊赓|(zhì)的性質(zhì)有所改善；對氧化鋁的溶解度不至太大影響；吸水性和揮發(fā)性要??；價(jià)格要低廉等。目前還未找到能夠同時(shí)滿足上述要求的添加劑，能夠部分滿足上述要求的添加劑有氟化鋁、氟化鈣、氟化鎂、氟化鋰、氯化鋇、氟化鈉、碳化鋰。在工業(yè)上常用的是氟化鋁、氟化鈣、氟化鎂和氟化鈉。它們都具有降低電解質(zhì)初晶點(diǎn)

13、的優(yōu)點(diǎn)，有的還能提高電解質(zhì)的電導(dǎo)率，但是大多數(shù)添加劑具有減小氧化鋁溶解度的缺點(diǎn)。鋰化物價(jià)格昂貴，而氯化鈉價(jià)格低廉，它們都能提高電解質(zhì)的電導(dǎo)率并降低其初晶點(diǎn)。下面列表說明幾種常用添加劑對電解質(zhì)性質(zhì)的改善情況。性質(zhì)添加劑初晶溫度密度導(dǎo)電度粘度表面性質(zhì)揮發(fā)性氧化鋁溶解度氟化鋁可降低電解質(zhì)的初晶溫度，添加10%約可降低20?？蓽p小電解質(zhì)密度。減小電解質(zhì)導(dǎo)電度。減小電解質(zhì)粘度。減小電解質(zhì)與鋁液的界面張力；減小電解質(zhì)與陽極氣體的表面張力；增大電解質(zhì)與碳素材料的濕潤角。增大電解質(zhì)的揮發(fā)性。減小氧化鋁在電解質(zhì)中的溶解度。氟化鈣可降低電解質(zhì)的初晶溫度，添加1%約可降低約3?？稍龃箅娊赓|(zhì)密度。減小電解質(zhì)導(dǎo)電度。增

14、大電解質(zhì)粘度。增大電解質(zhì)與鋁液的界面張力；增大電解質(zhì)與碳素材料的濕潤角。降低電解質(zhì)的揮發(fā)性。減小氧化鋁在電解質(zhì)中的溶解度。氟化鎂可降低電解質(zhì)的初晶溫度，添加1%約可降低約5?？稍龃箅娊赓|(zhì)密度。減小電解質(zhì)導(dǎo)電度。增大電解質(zhì)粘度。增大電解質(zhì)與鋁液的界面張力；增大電解質(zhì)與碳素材料的濕潤角。降低電解質(zhì)的揮發(fā)性。減小氧化鋁在電解質(zhì)中的溶解度。氟化鋰可降低電解質(zhì)的初晶溫度，添加1%約可降低約8?？蓽p小電解質(zhì)密度。明顯提高電解質(zhì)導(dǎo)電度。減小電解質(zhì)粘度。對電解質(zhì)的表面性質(zhì)影響微小。降低電解質(zhì)的揮發(fā)性。明顯降低氧化鋁在電解質(zhì)中的溶解度。從上表可以看到，幾種常用添加劑都具有降低電解質(zhì)初晶溫度的優(yōu)點(diǎn)，這對鋁電解生產(chǎn)

15、極為有利，但又各具有其他優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。二）氧化鋁濃度控制技術(shù)在鋁電解生產(chǎn)中，低氧化鋁濃度的控制就是采用計(jì)算機(jī)智能模糊控制技術(shù)，根據(jù)氧化鋁濃度的變化與電解質(zhì)電阻的變化的關(guān)系來控制氧化鋁的下料多少來實(shí)現(xiàn)的。陽極效應(yīng)的臨界狀態(tài)氧化鋁濃度為1%左右，應(yīng)此氧化鋁濃度不能低于1.5%，正常的氧化鋁濃度應(yīng)控制在1.5-3.0%之間，但氧化鋁濃度不能過高，過高易產(chǎn)生沉淀，所以保持合適的氧化鋁濃度，使電阻曲線斜率較大，便于計(jì)算機(jī)監(jiān)測和識(shí)別。目前鋁電解采用計(jì)算機(jī)智能模糊控制技術(shù)的思路是：采用氧化鋁濃度較低一側(cè)的電阻曲線為濃度的代用值，將1.53.5%的范圍為控制目標(biāo)，使用過量加料，正常加料和欠量加料不斷轉(zhuǎn)換的方法，

16、保持濃度處于持續(xù)合理的波動(dòng)中，利于槽電阻上升（或下降）斜率值的大小判定濃度處于何段范圍，從而決定過量向欠量轉(zhuǎn)換。氧化鋁濃度控制程序包括正常、減量、增量、加工與特殊作業(yè)五種控制程序，通過槽控機(jī)按鈕自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。初步設(shè)計(jì)，氧化鋁濃度繼續(xù)控制在1.53.5%之間。三）電解溫度控制技術(shù) 眾所周知, 電解槽溫度是電解槽重要的工藝參數(shù), 對電解槽有重要影響。但并非人們傳統(tǒng)所認(rèn)為的:溫度越低,槽壽命越長, 溫度越高,壽命越短. 國際上電解鋁廠電流效率最高的電解槽當(dāng)屬Pechiney在加拿大魁北克的325kA電解槽系列，該電解槽系列年平均電流效率為96.0，電耗13.0kWh/kgAl，炭陽極凈耗0.397kg/

17、kgAl(理論值0.333kg/kgAl)。電解溫度973,過熱度6.8。世界上最大的500kA電解槽AP50，長18米，寬5米，陽極電流密度0.8A/cm2，電流效率95.0，2003年4月公布的電流效率為95.9，也接近96,過熱度9.7,而這兩種電解槽的壽命都在2500天以上。對鋁電解槽而言,其壽命與其說與溫度有關(guān),倒不如說是與電解質(zhì)的過熱度和槽穩(wěn)定性關(guān)系更密切。這是當(dāng)今國外采取的高電解溫度、較高電解質(zhì)初晶溫度、低過熱度、高電解槽穩(wěn)定性、低電解質(zhì)電阻、低過電壓、低效應(yīng)系數(shù)、高電流效率的鋁電解槽工藝操作技術(shù)路線。在我國電解鋁廠中，一直習(xí)慣于用傳統(tǒng)的低溫、低分子比來提高電流效率的方式組織生產(chǎn)

18、。這也不能說完全不對，實(shí)驗(yàn)研究表明，低溫、低電解質(zhì)分子比確實(shí)有降低鋁在電解質(zhì)熔體中的溶解度和溶解速度，減少鋁的溶解損失，顯著提高電流效率的作用。但低溫、低電解質(zhì)分子比的負(fù)面作用是，電解質(zhì)成份的穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性大大降低，由于電解質(zhì)成份不穩(wěn)定性增加，容易產(chǎn)生沉淀，而沉淀又不容易溶解，槽幫不結(jié)殼，伸腿過長、過大，造成水平電流大，槽電壓不穩(wěn)，鋁水?dāng)[動(dòng)大，效應(yīng)系數(shù)多，電解質(zhì)電阻大，反電動(dòng)勢高等缺點(diǎn)。而不容易使低溫、低分子比操作達(dá)到理想的提高電流效率的目的。此外，由于電解槽的熱穩(wěn)定性降低，電解槽陰極內(nèi)的電流分布不均，槽內(nèi)襯應(yīng)力不均勻，也容易降低電解槽的壽命。 四）過熱度控制技術(shù)1、過熱度 有些文獻(xiàn)報(bào)道，電

19、解溫度每降低10，可使電流效率提高23。實(shí)驗(yàn)室的研究也表明，降低電解溫度會(huì)使電流效率連續(xù)升高，在工業(yè)電解槽上，當(dāng)過熱度恒定時(shí)，電解溫度的高低對電流效率幾乎是沒有什么影響。國際著名的鋁冶金專家豪平(Haupin)對大量的電流效率數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析表明，電解槽的電流效率更依賴于過熱度，而不是電解質(zhì)溫度，其原因現(xiàn)在尚未搞清。而最近研究指出，較低的過熱度可以在鋁陰極表面沉積一層冰晶石殼膜，因而可阻止鋁的溶解損失，提高電解槽的電流效率。然而過熱度太低時(shí)也會(huì)引起過多的冰晶石沉積和沉淀，而導(dǎo)致電解槽的不穩(wěn)定 最佳的電解質(zhì)過熱度必須由實(shí)踐加以確定。最佳的過熱度的大小應(yīng)與電解質(zhì)的分子比、電解質(zhì)初晶溫度有關(guān)。分子比較

20、低時(shí)，需要適當(dāng)提高一點(diǎn)過熱度，因?yàn)樵诖藭r(shí)，電解質(zhì)的初晶溫度的變化受電解質(zhì)分子比變化的影響較大。目前國外大型預(yù)焙陽極電解槽的過熱度一般在810，法國彼斯涅AP50電解槽的電解質(zhì)過熱度為9.7，電解質(zhì)的初晶溫度953，電流效率95.9；AP35(350kA)電解槽，平均電解質(zhì)初晶溫度953.7，過熱度7.8，電流效率96.0。由此可見，國外大型預(yù)焙陽極電解槽電解質(zhì)的過熱度一般都在810，并將這一數(shù)值作為電解槽的重要工藝技術(shù)參數(shù)和控制指標(biāo)。 2、過熱度和初晶溫度控制技術(shù)在鋁電解生產(chǎn)過程中取得好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和使電解槽穩(wěn)定運(yùn)行，是工業(yè)鋁電解生產(chǎn)追求的目標(biāo)，這只有通過控制好電解槽的熱平衡和物料平衡才能實(shí)

21、現(xiàn)，電解槽的熱平衡是通過調(diào)整電解槽的極距、能量輸入來實(shí)現(xiàn)；而物料平衡是通過對氧化鋁和AlF3的合理加料制度來實(shí)現(xiàn)。但是對鋁電解槽來說，熱平衡和物料平衡是相互關(guān)聯(lián)，相互配合的。電解槽中添加AlF3無疑提高電解質(zhì)中AlF3的濃度，但另一方面對電解槽直接或間接影響又使電解質(zhì)的初晶溫度降低，過熱度升高。過熱度的增加將導(dǎo)致槽側(cè)部的散熱量增加，影響熱平衡，使槽幫結(jié)殼及伸腿熔化，AlF3的濃度降低，其最終結(jié)果是所添加的AlF3并不能達(dá)到預(yù)想的在電解質(zhì)中的濃度要求。如果是極距增加，輸入到電解槽中的能量就會(huì)增加，直接的影響就是使電解質(zhì)的溫度增加和過熱度增加。但在另一個(gè)方面，電解質(zhì)溫度增加時(shí)，也會(huì)使沉淀和槽幫結(jié)殼

22、熔化，電解質(zhì)的初晶溫度上升，這反過來又使過熱度降低和電解槽側(cè)部熱損失減小。因此有可能由于極距的增加而導(dǎo)致的熱損失增加比預(yù)計(jì)的要小。電解槽物料平衡的穩(wěn)定和熱平衡穩(wěn)定的控制是可以通過正確的電解質(zhì)初晶溫度和過熱度的控制戰(zhàn)略實(shí)現(xiàn)。三、技術(shù)方案的確定（一）氟化鎂含量的調(diào)整氟化鎂含量由目前的1.52.0添加到23，這可降低初晶溫度5左右，但可引起電解質(zhì)導(dǎo)電率下降。氟化鎂對電解質(zhì)的性質(zhì)影響如下：（1）氟化鎂可降低電解質(zhì)的初晶溫度，每添加1可降低5。（2）增大電解質(zhì)與鋁液的界面張力，增大電解質(zhì)與炭素材料的濕潤角。這在鋁電解過程中起到有益的作用，一方面促進(jìn)炭渣同電解質(zhì)的分離，另一方面削弱了電解質(zhì)在炭素內(nèi)襯中的滲

23、透，由于前者炭渣可從電解質(zhì)里分離出來，電解質(zhì)的導(dǎo)電性因此有所改善，所以氟化鎂間接地起了提高電解質(zhì)導(dǎo)電性的作用，由于后者電解槽的使用壽命可以延長。（3）降低電解質(zhì)的揮發(fā)性?？梢怨?jié)省大量的氟鹽揮發(fā)，有利于降低原材料消耗，環(huán)境保護(hù)。（4）減小氧化鋁的溶解度和溶解速度，增大電解質(zhì)的密度，減小電解質(zhì)的導(dǎo)電度，增大電解質(zhì)的粘度，這是其在添加后不利于鋁電解生產(chǎn)的一面。我們可以通過將氟化鋁含量提高，克服其增大電解質(zhì)的密度、增大電解質(zhì)粘度等諸多不利影響，或者條件允許添加氯化鈉或碳酸鋰進(jìn)一步提高其導(dǎo)電率，將其不利面完全克服。經(jīng)過鋁業(yè)公司三年多的現(xiàn)場添加使用，證明將氟化鎂濃度控制在1.52，氟化鈣含量控制在5左右，

24、氟化鋁含量控制在810，可以將初晶溫度控制在940左右，電解槽爐底不會(huì)產(chǎn)生過量沉淀，槽電壓不會(huì)因此而上升；如果繼續(xù)添加氟化鎂，將其濃度提高到23，即提高一個(gè)百分點(diǎn)，是可以將初晶溫度降低5，同時(shí)為了避免降低電導(dǎo)率，我們可以通過其可促使炭渣分離的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行勤撈炭渣作業(yè)，以長補(bǔ)短，進(jìn)一步提高其導(dǎo)電率。（二）氟化鋁含量的調(diào)整氟化鋁含量由目前的811添加到1112，這可降低初晶溫度2左右，同樣要引起電解質(zhì)導(dǎo)電率下降。氟化鋁對電解質(zhì)的性質(zhì)影響如下：（1）氟化鋁可降低電解質(zhì)的初晶溫度，每添加1可降低2。（2）減小電解質(zhì)與鋁液的界面張力，減小電解質(zhì)與陽極氣體的表面張力，增大電解質(zhì)與炭素材料的濕潤角。同樣，有利于

25、炭渣的析出，陽極氣體的排出，促進(jìn)鋁電解良性發(fā)展。（3）增大電解質(zhì)的揮發(fā)性?？赏ㄟ^添加氟化鎂，進(jìn)行克服。（4）減小氧化鋁的溶解度和溶解速度，減小電解質(zhì)的密度，減小電解質(zhì)的導(dǎo)電度，減小電解質(zhì)的粘度。經(jīng)過鋁業(yè)公司三年多的現(xiàn)場添加使用，證明將氟化鋁濃度控制在811，配合5左右的氟化鈣含量是符合現(xiàn)場操作實(shí)際要求的，如果將其含量繼續(xù)提高一個(gè)百分點(diǎn)，初晶溫度可以再降低4，同時(shí)為了避免降低電導(dǎo)率，我們可以通過其可促使炭渣分離的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行勤撈炭渣作業(yè)，以長補(bǔ)短進(jìn)一步提高其導(dǎo)電率。（三）技術(shù)方案的確定針對電解質(zhì)成分的含量，我們判斷初晶溫度可以降低5左右。同時(shí)，隨著初晶溫度的降低，過熱度相應(yīng)增大，電解槽的熱穩(wěn)定性受到

26、影響，為了將產(chǎn)生的多余熱量及時(shí)散發(fā)出去，我們適當(dāng)提高了鋁水平、降低了槽電壓，使鋁水平保持在2426cm，槽電壓盡可能保持較低，控制在4.104.15V之間。通過綜合比較，我們最終將技術(shù)方案確定為：第一步，將氟化鋁含量由811%提高到1112%，分子比由2.42.55降低保持在2.202.35，實(shí)行中低分子比操作。第二步，氟化鎂含量由1.52%提高到23。第三步，相應(yīng)進(jìn)行其它工藝技術(shù)參數(shù)的調(diào)整。四、方案實(shí)施（一）氟化鋁添加190KA電解槽，液體電解質(zhì)約為20000kg，成分為氟化鈣5、Al2O33%,需將分子比從2.55(質(zhì)量比1.275)降至2.35（質(zhì)量比1.175），（允許下浮動(dòng)0.15）

27、，需加入的氟化鋁量，通過公式計(jì)算如下：QAlF3=P(K1-K2)/K2(1+K1)=20000*(1.2751.175)/(1.175×2.275)=748(kg)。同時(shí)，考慮到由于存在飛揚(yáng)損失和日常消耗所需的AlF3，大概占10左右。AlF3的添加量共需822Kg，向電解槽內(nèi)添加AlF3的原則是前快后慢。本次添加要求在15天內(nèi)完成。AlF3日加入量要求如下：第1天到第2天，每天加入100kg，即每天2袋。第3天到第6天，每天加入75kg，即每天1.5袋。第7天到第12天，每天加入40kg，即每天0.8袋。第13天到第15天，每天加入30kg，即每天0.6袋。列表如下：時(shí)間12天3

28、6天712天1315天AlF3添加量100 kg75 kg40kg30kg加入時(shí)，要從出鋁端和煙道端對稱加入或打開角部對角加入，如電解質(zhì)水平超過20cm，嚴(yán)禁將AlF3與冰晶石混和加入槽內(nèi)，只單純添加AlF3。低于20cm ,可與冰晶石根據(jù)實(shí)際情況不低于1：2的比例混合使用，減少飛揚(yáng)和揮發(fā)損失。另外在換極時(shí)，可加在左右陽極縫中，并立即用碎料封住。（二）氟化鎂添加未添加前各槽MgF2的含量為1.52%，提高1個(gè)百分含量，電解槽內(nèi)20000kg電解質(zhì)計(jì)算，需加入氟化鎂200kg，各槽各加入MgF24袋，使槽內(nèi)的MgF2含量最終達(dá)到2.0%3.0%。200kgMgF2分9天加入，每天加入9kg，其加

29、入方法為：換極時(shí)，打開所換極和相鄰兩塊極的殼面，沿邊部按上述要求加入MgF2。對于 MgF2的日常消耗，按照噸鋁消耗1kg的原則加入，每月各槽加入1袋（40kg）MgF2，其加入方法是將1袋MgF2在該月內(nèi)分3次從角部加入槽內(nèi)，要求對角加入，10天1個(gè)周期輪流加入。（三）技術(shù)條件的調(diào)整及維護(hù)我們大體將工藝技術(shù)條件參數(shù)初步設(shè)計(jì)為：過熱度510，槽溫940955、鋁水平2426cm、電解質(zhì)水平2023cm、槽壓4.104.15V、電流強(qiáng)度不低于193KA。在現(xiàn)場生產(chǎn)中，會(huì)根據(jù)實(shí)際情況具體落實(shí)。在調(diào)整過程中，注意提高工作質(zhì)量，避免爐底產(chǎn)生過量沉淀，注意做到以下幾點(diǎn)：1)保證換極質(zhì)量，陽極設(shè)置精度要高，陽極下不壓塊，使工作電壓穩(wěn)定，無因針振而提高槽電壓現(xiàn)象。2）加足極上保溫料，減少上表面散熱。3）效應(yīng)熄滅及時(shí)，不出現(xiàn)過長時(shí)間效應(yīng)和異常電壓。4）出鋁精度高，不出現(xiàn)波及槽子熱平衡的干擾因素，若出現(xiàn)計(jì)算機(jī)失控，應(yīng)及時(shí)手動(dòng)降電壓調(diào)到設(shè)定值。5）加強(qiáng)槽電壓巡視，及時(shí)調(diào)整超出計(jì)算機(jī)控制范圍的異常電壓。6）堅(jiān)持換陽極和效