電解鋁電流效率12-4-10-在線瀏覽
2025-02-19 08:07本頁面
【正文】 Al 再經(jīng)過電解質(zhì)轉(zhuǎn)移到陽極 /電解質(zhì)界面，溶解的 Al 被 CO2所氧化并生成 CO 鈉的二次反應(yīng)損失 i2 電解過程中鈉析出消耗的電流，而析出的鈉被再氧化而損失 ，用i2 表示 6Na(溶 ) + 3CO2(氣 ) + 2AlF3(溶 ) = 6NaF(溶 ) + Al2O3 + 3CO(氣 ) 由于 Na+離子是電解質(zhì)中傳遞電流的主要載體，它富集在陰極區(qū)的邊界層，當(dāng)陰極電流密度提高時，析出的 Na 進(jìn)入鋁和電解質(zhì)中，當(dāng)遇到 CO2 時即被氧化而損失?，F(xiàn)代預(yù)焙槽由于磁場的平衡，鋁液的流動減慢，同時對鋁液面的干擾減少，減緩了 Na+由邊界層向電解質(zhì)中的擴(kuò)散，減少了 Na 的氧化損失。 Al4C3的生成和氧化 i3 反應(yīng)為： 4Al(溶 ) + 3C(固 ) = Al4C3(固 ) 通常發(fā)生在與鋁液接觸的陰極碳塊上，也會發(fā)生在沒有電解質(zhì)爐幫保護(hù)的側(cè)部碳塊上。金屬溶解在自身的熔鹽中，容易形成“色心”，它具有電子導(dǎo)電性。電子導(dǎo)電性形同短路，這樣引起的電流損失估計在 1～ 2%左右。 i5 分子比為 ，氧化鋁為 4～ 6％， CaF2 為 5％的電解質(zhì)中，在 980℃ 情況下的研究結(jié)果指出，大多數(shù)雜質(zhì)都以單價態(tài)存在于電解質(zhì)中，在含量很低的情況下， Mg、 Ba 和 B 對電流效率幾乎無影響； SnO2也無影響；而多價態(tài)的雜質(zhì)離子 Fe、 P、 V、 Si、 Zn、 Ti 和 Ga 等隨著它們在電解質(zhì)中濃度的增加，電流效率呈直線降低。 P 離子是最為有害的，它以低價態(tài)到陽極氧化為高價態(tài)，轉(zhuǎn)移到陰極后還原為低價態(tài)，反復(fù)的氧化還原，增大了電流損失。 i6 這是操作不慎而發(fā)生的，在更換陽極或出鋁時，誤使陽極同鋁液接觸造成瞬時短路而引起的電流損失。通過對不同系列的工業(yè)預(yù)焙槽進(jìn)行統(tǒng)計，得出的結(jié)論是：溫度降低 5～ 6℃ ，電流效率可提高 1%。 ? 這意味著溫度的降低不會永遠(yuǎn)使電解槽的電流效率提高，只是對于一個電解溫度偏高，降低電解溫度才會取得提高電流效率的良好效果。 ? 因此，對于一個給定的電解槽來說，應(yīng)該選擇一個最佳的電解溫度。 其關(guān)系見圖 1 圖 1 電解質(zhì)對電流效率的影響 AlF3。這種電解質(zhì)最早是美國鋁業(yè)公司所采用（ 1955 年），但是，在 40 年以后才公開。 LiF 美國雷諾公司是最早（ 1965 年）采用含 LiF 的電解質(zhì)的，而我國于 1970 年后才采用。 (3)使電解質(zhì)熔體密度減低‘ (4)提高陰極鋁和電解質(zhì)熔體之間的界面張力，降低率的溶解度使電解質(zhì) (5)使鋁在電解質(zhì)熔體中的溶解度降低 工業(yè)實踐表明： (1) 老式預(yù)焙槽（側(cè)插或上插自焙槽）采用含 LiF 的電解質(zhì)能有效地提高電流效率，但是，大型預(yù)焙槽的效果不一定好； (2) 大型預(yù)焙槽的電流效率已經(jīng)高達(dá) 95%的，再用 LiF 作用不明顯； (3) 大型預(yù)焙槽已經(jīng)采用低分子比電解質(zhì)，再用 LiF 也沒有作用，而且操作當(dāng)中很難保持 LiF 含量和 AlF3含量的穩(wěn)定； (4) 費(fèi)用高，增加了成本，且鋁中含有少量的鋰。有證據(jù)證明， Al2O3含量對電流效率有正面的影響；但另外也有證據(jù)證明， Al2O3含量對電流效率沒有影響，或者影響很小。 。各大公司，各大鋁廠，甚至同鋁廠的各個車間都有適合自己生產(chǎn)情況的電解質(zhì)組成。 . 預(yù)焙槽設(shè)計對電流密度的影響 目前，比較確定的影響主要有以下幾點(diǎn)： 1) 減小預(yù)焙槽的大面有利于提高陰極電流密度從而提高電流效率。為什么預(yù)焙槽的電流效率總要大于只有一個大陽極的自焙槽，
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