電流效率的測定

電流效率的測定第1頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月在鋁電解生產(chǎn)中，為了生產(chǎn)過程的需要，電解槽內(nèi)必須保持有一定量的在產(chǎn)鋁，所實(shí)際的產(chǎn)鋁量以下式計算：測定鋁電解的電流效率通常采用盤存法、回歸法和氣體分析法。第2頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月∑Mi一盤存期間產(chǎn)出的鋁量，kg；Mt—第二次測得的槽內(nèi)鋁量，kgM0一第一次測得的槽內(nèi)鋁量，kgI—平均電流，A；t—時間，h。

（3-4）

盤存法第3頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月

按照上式的要求，需準(zhǔn)確盤存計算周期前槽內(nèi)在產(chǎn)鋁量Mo和計算周期末槽內(nèi)在產(chǎn)鋁量Mt，以及計算周期內(nèi)的實(shí)際出鋁量。但在生產(chǎn)中，常以一定時間內(nèi)（如一個月）的實(shí)際出鋁量代替M實(shí)計算電流效率，這相當(dāng)于假定計算周期前后的在產(chǎn)鋁量恒定（Mt-Mo=0），此時，上式簡化為:(3-5)第4頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月

實(shí)際上，Mt-Mo≠0，這樣得到的電流效率短期內(nèi)的誤差很大，要達(dá)到與實(shí)際電流效率誤差在±1%的精確度，需要九個月以上的時間，為此，利用上式在短時間內(nèi)得到的電流效率只能是一個參考值，按上式得到的電流效率稱為“出鋁電流效率”。第5頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月

除此之外，在生產(chǎn)管理中，還常常通過電解槽消耗氧化鋁的多少，來估計電解槽的電流效率（按照每生產(chǎn)1t鋁消耗氧化鋁的定額），這種電流效率稱為“氧化鋁消耗電流效率”。這樣得出的電流效率也是非常粗糙的，只用于電解槽物料平衡管理。

第6頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月

為盤存槽內(nèi)鋁量，采用稀釋技術(shù)較為精確。稀釋技術(shù)早已在鋁電解中應(yīng)用。通常采用惰性金屬，例如銅和銀。稀釋技術(shù)的原理是往糟內(nèi)鋁液中添加少量示蹤元素，待其溶解均勻后，取樣分析鋁中該元素的含量，進(jìn)而計算槽內(nèi)鋁量。對示蹤元素的要求是：(1)在電解溫度下，它能夠均勻地溶解在鋁液內(nèi)，而完全不溶解在電解液內(nèi)；(2)它的蒸氣壓很小，在電解溫度下不能蒸發(fā)出來；(3)它不應(yīng)是原料或電極材料的組分；(4)它的純度要高，一般采用純度很高的銅和銀。第7頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月

設(shè)Q為加人的示蹤元素量，C0為加入示蹤元素后該元素在鋁中的總濃度，C1為鋁液小該元素的本底濃度，則槽內(nèi)鋁量可按下式計算：

Q（1－C1）

M＝－－－－－－－－－

C0－C1鋁液中的本底銅來自原料中所含的微量銅。通常在測定電流效率前20一30日內(nèi)定期測定，以求得穩(wěn)定值。我國鋁廠電解槽的銅本底值為0.0010％－0.0012％。第8頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月例：某臺240kA型電解槽在一個月內(nèi)（30天）共出鋁53930kg，月平均電流強(qiáng)度為240000A，計算該槽的出鋁電流效率.注意：在計算電流效率中，一般取四位有效數(shù)字。第9頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月

目前，鋁工業(yè)上的電解槽電流效率約為85～95%，即有5%～15%的電流損失。例如，若240kA電解槽的電流效率比設(shè)計值低1%，每年每槽損失的鋁量達(dá)：M損=0.3356×240000×365×24×1%×10-6=7（噸）

這是一個相當(dāng)驚人的數(shù)字，所以，提高鋁電解生產(chǎn)中的電流效率極為重要。第10頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月回歸法回歸法適用于測定短期內(nèi)電流效率回歸法也采用稀釋技術(shù)。所用的示蹤元素分為兩類：(1)惰性金屬元素(如銅,銀)；(2)放射性同位素(如金—198，鉆—60)。第11頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月陽極氣體分析法適用于測定瞬時的電流效率。氣體分析法的原