淺談鋁電解生產(chǎn)工藝技術(shù)-文庫吧
2025-06-02 20:11 本頁面
【正文】 當(dāng)予以妥善處理。現(xiàn)行凈化方法有濕法和干法兩種，究竟哪種方法更為適用，應(yīng)根據(jù)電解槽槽型以及具體條件確定，凈化時收回的再生冰晶石或含氟氧化鋁可返回電解槽使用。 電解鋁生產(chǎn)的主要設(shè)備—電解槽在安裝完畢后，要經(jīng)過焙燒和開動階段后才能轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)，一般能持續(xù)進行生產(chǎn)35年，有時由于槽內(nèi)襯早期發(fā)生破損，嚴重影響鋁的產(chǎn)量、質(zhì)量或發(fā)生漏槽危險時，便將電解槽停槽檢修，檢修好以后經(jīng)過焙燒開爐再恢復(fù)生產(chǎn)。 (3）電解鋁所用的原料及質(zhì)量要求 ①氧化鋁（A12O3） 氧化鋁是三氧化二鋁的簡稱，也稱作鋁氧。它是從鋁礦石提取出來的。當(dāng)前生產(chǎn)氧化鋁用的砂石有鋁土礦、霞石、藍晶石、明礬石和高嶺土等。我國目前主要采用鋁土礦作為制取氧化鋁的原料，其生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品的質(zhì)量要求詳見氧化鋁生產(chǎn)工藝篇。 ②冰晶石（Na3AIF6） ，冰晶石中氟化鈉和氟化鋁摩爾比叫做冰晶石的分子比，純冰晶石的分子比等于3，%，%，%。冰晶石分子比大于3的屬堿性，小于3的屬酸性，等于3的是中性。生產(chǎn)上使用的冰晶石有四種：天然冰晶石，入造冰晶石，回收所得的浮選冰晶石和再生冰晶石。 在自然界中天然冰晶石礦非常少，從礦山開采出來的天然冰晶石一般含80%左右的純冰晶石，所以必須經(jīng)過分選才能得到合乎要求的產(chǎn)品。分選后的冰晶石的組成大致是：A1占13%一14%，F(xiàn)占53%54%，Na占30%32%，此外還有少量的鐵硅等雜質(zhì)。隨著鋁工業(yè)的發(fā)展，由于天然冰晶石儲藏量小、分布不普遍、質(zhì)量差，遠遠滿足不了電解煉鋁的需要，所以入們只能用入工方法大量生產(chǎn)冰晶石，中國鋁工業(yè)從一開始就使用入造冰晶石生產(chǎn)鋁。 一般通稱合成冰晶石，工業(yè)上只簡稱冰晶石，它是白而稍帶灰色的粉末，質(zhì)感柔軟，略粘手，用手可捏攏成團，不溶于水。，由于受生產(chǎn)方法限制，其雜質(zhì)含量比氧化鋁高，冰晶石的產(chǎn)品質(zhì)量級別如表2所示。表2 冰晶石質(zhì)量級別（GB429184）等級化學(xué)成分/%H2OFAlNaSiO2+F2O3SO42P2O5特級531331一級531331二級531331 電解槽正常生產(chǎn)時，在電解液表面上經(jīng)常漂浮一層炭渣，撈出的炭渣中約含60%70%電解質(zhì)，通常采用浮選法從炭渣中選出電解有用的成分，稱為浮選冰晶石。對拆槽下的廢炭塊進行浮選時也能得到浮選冰晶石。 電解槽采用濕法進行煙氣凈化時回收的冰晶石，稱為再生冰晶石，其中往往含有少量的氧化鋁、其他氟化物以及炭粉等。需要指出，浮選冰晶石和再生冰晶石的質(zhì)量波動都較大，在使用之前要進行質(zhì)量分析，而且常常是先加入母槽里，經(jīng)過凈化后再移入正常槽中。 ③氟化鋁（A1F3） 氟化鋁是白色堅硬的粉末，比氧化鋁的顆粒稍大一些，它的流動性僅次于氧化鋁，在電解溫度下易揮發(fā)，遇水易水解。在電解過程中由于氟化鋁的揮發(fā)和水解而使電解液分子比提高，為保持規(guī)定的分子比，需根據(jù)分析結(jié)果補充氟化鋁以調(diào)整電解液的成分，氟化鋁的質(zhì)量級別如表3所示。表3 氟化鋁質(zhì)量級別（GB429284）等級化學(xué)成分/%H2OFAlNaSiO2+F2O3SO42P2O5≥≤一級613047二級613057 ④氟化鈉（NaF） 氟化鈉是白色粉末，易溶于水。電解槽開動初期，因為其碳素內(nèi)襯選擇吸收氟化鈉，使電解液分子比急劇下降，那時要用較多的氟化鈉調(diào)整分子比。此外，因為裝槽用合成冰晶石的分子比太低，為調(diào)整到開動要求的分子比，也需要摻配大量的氟化鈉，氟化鈉的質(zhì)量級別如表4所示。表4 氟化鈉質(zhì)量級別（GB429384）產(chǎn)品化學(xué)成分/%級別≥≤ NaFH2OSiO2酸度（HF）Na2CO3硫酸鹽SO42水中不溶物一級98二級941113三級84 2210 ⑤氟化鈣（CaF2） 氟化鈣是從天然螢石精選出來的，選后的粒度為通過140目的占90%，其中有75％通過200目。氟化鈣是應(yīng)用較早較普遍的一種添加物，其化學(xué)成分占的比例如下： CaF2 SiO2 A12O3＋F2O3 H2O CaCO3 ＞95％ ＜％ ＜％ ＜％ ＜％ ⑥氟化鎂（MgF2） 氟化鎂也是一種添加物，但使用得不太普遍，而且使用時間較氟化鈣晚，入們認為在改善電解質(zhì)性質(zhì)方面它是一種比較好的添加物，其化學(xué)成分要求如下： F Mg SiO2 SO42 R2O3 H2O ＞45％ ＞32％ ＜％ ＜％ ＜％ ＜％ ⑦陽極糊陽極糊是焙燒成旁插或上插槽陽極的原料，在電解過程中氧化鋁分解后產(chǎn)生的氧將陽極的碳素氧化，陽極隨著電解的進程而消耗，由于電解過程連續(xù)進行，所以必須定期地添加陽極糊。陽極糊的消耗量很大，僅次于氧化鋁。陽極糊被加入旁插或上插槽中后，借助自身電阻產(chǎn)生的焦耳熱和電解液供給的熱量，自行焙燒成為碳素陽極，所以這兩種陽極叫做連續(xù)自焙碳素陽極。鋁工業(yè)采用碳素材料做電極，是因它具有良好的導(dǎo)電性和足夠的強度，而且能耐高溫、能抗受氟化物的侵蝕以及貨源廣而且價廉。 陽極糊是在陽極糊車間或碳素工廠中制備的，把在1250℃以上煅燒后粉碎成有一定粒度配比的石油焦或瀝青焦或兩種焦的混合物，同占總量28%32％的熔融瀝青在混捏鍋或連續(xù)混捏機中混捏，混合均勻后倒進鐵制容器或鐵模型中冷卻成型（規(guī)格有大有小）或制成小團塊。陽極糊的質(zhì)量級別如表5所示。表5 陽極糊質(zhì)量級別
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