电解质对石墨质阴极炭块的润湿性研究

阴极炭块中石墨含量不同，电解质对其润湿性也不相同。本文研究了电解质对20％、30％、75％和100％石墨质阴极炭块的润湿性，通过对润湿角的观察和测量，比较电解质对不同石墨含量阴极炭块的润湿性，分析润湿与渗透的关系。     

全石墨质阴极磷生铁浇铸铝电解节能技术工业试验研究

为实现铝电解节能降耗,某企业采用全石墨质阴极和高导电阴极钢棒磷生铁浇铸方式来降低炉底压降,降低电解槽内水平电流来提高电流效率,同时优化电解槽的内衬结构、电压平衡和能量平衡等方面来匹配全石墨质阴极电解槽低电压高效运行。在某企业300kA系列电解槽进行全石墨质阴极铝电解节能技术工业试验,结果表明全石墨质阴极铝电解节能技术试验槽阴极压降可稳定保持在200-220mV,较50%石墨质阴极电解槽低40-50mV。正常期全石墨质电解槽较50%石墨质电解槽平均电压降低69mV,电流效率提高1.29%,吨铝直流电耗降低521kWh/t-Al,能耗大幅降低。     

电解质对石墨质阴极炭块的润湿性研究

阴极炭块中石墨含量不同,电解质对其润湿性也不相同。本文研究了电解质对20%、30%、75%和100%石墨质阴极炭块的润湿性,通过对润湿角的观察和测量,比较电解质对不同石墨含量阴极炭块的润湿性,分析润湿与渗透的关系。     

石墨化和全石墨质阴极材料在350kA铝电解系列中的应用

结合铝电解生产实际,在阴极压降、电压、铝水平、电流分布、炉底钢板温度、电流效率和电耗方面对比了石墨化和全石墨质阴极材料在350kA铝电解系列中的应用情况,用石墨化阴极的电耗比用全石墨质阴极的电耗低。     

铝电解用高石墨质阴极炭块的应用分析及工业实践

前言Preface阴极炭块是铝电解槽阴极结构的主要组成部分,它在铝电解生产中既起着阴极导电体的作用,又可作为电解槽内衬材料。阴极炭块的质量直接影响着电解槽的使用寿命和电能消耗,因此国际铝业界十分重视高质量阴极炭块的应用。目前,西欧和北美以及其他地区应用最多的是含有电煅无烟煤50%70%和人造石墨30%50%的高石墨质炭块。而国内最广泛应用的半石墨质阴极炭块(指人造石墨含量小于20%的炭块)与之相比存在着较大的差距,这是造成我国铝电解槽平均寿命短以及其它经济技术指标偏低的主要原因之一。阴极炭块的现状及发展趋势Status quo of ca…     

添加剂对铝电解炭基阴极钠渗透膨胀过程的影响

为了提高现用铝电解炭基阴极的抗钠侵蚀性能,在实验室条件下研究了添加剂对铝电解炭基阴极钠渗透膨胀的影响.结果表明:添加B₂O₃能减缓钠的初期渗透和膨胀速率,但同时会增加阴极的终期膨胀量;而添加TiB₂既能减少金属钠的渗透量,又能降低炭基阴极的钠膨胀率;当同时加入TiB₂和B₂O₃时,能够进一步提高炭基阴极的抗钠渗透膨胀性能.     

全石墨质阴极在300KA电解槽应用实践

为响应国家“双碳”战略,适应国家能耗双控政策更高更严要求,某企业在300KA电解槽开展全石墨质阴极铝电解工业应用并取得了较好的技术指标和经济效益。其中全石墨质阴极电解槽直流电耗达到了12302kwh/t-Al,实现了较好的节能降耗效果。     

电解质的组成对铝电解中电渗的影响

通过试验考察了氧化铝浓度、分子比及氟化镁含量对铝电解电渗的影响 ,并通过电子探针和 X-射线衍射分析了电渗的物质 ,电渗的深度。结果表明 :电渗的主要物质是钠氟化合物 ,随着氧化铝浓度及氟化镁含量的增加 ,电渗的深度及电渗的物质量增加 ;当冰晶石分子比达到 2 .0时 ,电渗的深度急剧增加     

铝电解废旧阴极炭块综合利用进展

铝电解废旧阴极炭块是电解铝生产排放的一种固体废弃物,对环境危害大,但同时含有大量的炭和氟化物,具有很高的回收利用价值。从废旧阴极的产生和性质出发,对废旧阴极无害化和资源化利用技术进行研究,对比分析了不同处理处置技术的优缺点和存在的问题,并对废旧阴极综合利用技术进行了展望,以期为铝电解行业绿色低碳发展提供参考。     

孔隙结构对铝用碳阴极材料电阻率的影响

研究了半石墨质(HC35)、全石墨质(HC100)和石墨化(SMH)三种工业阴极碳块的孔隙结构对电阻率的影响。结果表明,HC35的孔隙形状因子较大,而SMH的平均孔径较大,但二者孔隙尺寸分布情况相似;HC100具有较小平均孔径和孔隙形状因子及最窄孔径尺寸分布范围。三种阴极碳块孔隙结构特征的差异导致三者表现出不同的阻—温稳定性。SMH电阻率最小,阻—温稳定性最好;HC100电阻率介于HC35和SMH之间,但阻—温稳定性最低。此外,三种典型工业阴极产品的室温电阻率(ρ)与孔隙率(ε)的关系可量化表达为:ρ=ρ0(1-ε)-4.63。     

王兆文

根据阿基米德原理测量了低温铝电解质Na3 AlF6-AlF3 -Al2 O3 (3% ) -CaF2 (3% ) -MgF2(3% ) -NaCl体系的密度 ,通过回归正交设计计算得到了NaCl含量 (B/ % ) ,冰晶石分子比(CR) ,电解温度 (T/℃ )与电解质密度 (ρ)之间关系的回归 :方程 ρ =4 .35 4 - 8.4 6 4× 10 -3 T+1.983(CR) +2 .0 2 3× 10 -2 B - 2 .882× 10 -4T(CR) +4.70 7× 10 -5TB - 1.6 2 8× 10 -2 (CR)B+4.10 9× 10 -6T2 - 3.84 1× 10 -1(CR) 2 - 2 .0 14× 10 -3 B2 以及经简化方程 :ρ =2 .730 5 - 1.2 2 5× 10 -3 T +2 .2 0 4× 10 -1(CR) - 2 .0 14× 10 -3 (B - 8.2 92 ) 2 ,并讨论了NaCl含量对低温铝电解质密度的影响 ,实验结果表明 :氯化钠含量为 12 %、分子比为 1.5时 ,电解质与铝液的相对密度差大于 15 %。     

高锂电解质对铝电解生产的影响及改善措施

通过热力学数据对锂盐的存在形式及反应过程进行计算,并分析了高锂电解质对初晶温度及氧化铝溶解度的影响。最后通过对某铝厂400kA系列高锂电解质体系电解槽焙烧启动过程、启动后期管理、正常期管理不同阶段进行了跟踪,总结出高锂电解质体系电解槽运行的规律,并制定出一套阶段降锂方案,起到了良好的效果。     

铝电解用电解质控制样品的研制

利用启动新电解槽和调整旧槽的机会,选取与正常分析检测状态相一致、各主要含量呈梯度变化的电解质试样,按照严格的制样规则研制出了与待测试样基体相同的电解质控制样品,经过七家实验室化学定值分析,该系列控制样品的均匀性、稳定性和曲线线性良好,能满足分析检测使用要求。     

低温体系中铝电解用NiFe合金阳极的研究

采用粉末冶金法在3种温度下制备了60Ni40Fe,10Cu50Ni40Fe和65Cu25Ni10Fe3种合金,并分别作为惰性阳极在700℃钾冰晶石低温体系(CR=1.3)中进行5 A级的实验室规模铝电解,电解电流密度为0.5 A·cm-2,电解时间为8.0 h.3种NiFe合金阳极体系电解过程相差明显,不含有Cu的60Ni40Fe合金阳极电解过程槽电压波动较大,原铝的纯度仅为91.23%;65Cu25Ni10Fe合金阳极电解过程中槽电压比较平稳,平均槽电压为3.422 V,但是原铝中杂质Cu含量达到4.5%;10CuSONi40Fe合金阳极电解过程槽电压比较平稳,平均槽电压为3.829 V,原铝的纯度可达99.74%,是3种合金中电解性能最优的阳极.采用XRD,SEM和EDS等手段分析合金阳极电解后表面组成、结构及形貌的变化情况.表明3种NiFe合金阳极表面氧化膜成分相差明显,60Ni40Fe和65Cu25Ni10Fe合金阳极表面分别生成了NiO和Ni0.8Cu0.2O,结构比较疏松.10Cu50Ni40Fe合金阳极表面氧化膜的元素扫描表明各元素为层状分布,在合金基体表面生成了比较致密的Ni1.25Fe1.85O4,Ni1.25Fe1.85O4对合金阳极具有很好的保护作用,抑制了熔盐及氧对合金基体的腐蚀.     

铝电解质中的钾脱除技术

针对我国西南地区铝电解质中钾含量偏高的问题,提出了铝电解工序钾脱除技术方案。根据某电解铝企业的实际情况,通过取样分析、理论推导,以及浮选分离试验,提出了具体的实施方案,并论证了方案的可行性。研究结果表明：电解质中的KF易挥发并以KAlF4和K2NaAl3F12、K2NaAlF6等固体氟铝酸盐的形态进入铝电解烟气;不同企业的铝电解质中KF含量不同,但电解槽挥发物中KF含量却比较接近;采用收集装置将铝电解烟气中的固体挥发物收集走,使其不再混入载氟氧化铝进入电解槽中,可快速降低铝电解槽中KF的平衡浓度;固体挥发物通过浮选可分离其中的氧化铝和氟铝酸盐,氟铝酸盐可用于制备低温电解质。该方案在技术上具有可行性。     

铝电解节能研究进展

本文对铝电解节能降耗、减少污染方面的研究进行综述,重点从惰性阳极、惰性阴极、电解槽侧壁、低温熔盐铝电解以及室温离子液体中铝电解的研究几个方面进行分析介绍,并且对未来铝电解生产节能进行了展望。     

浅谈铝电解生产中的能源管理工作

本文从某厂能源的利用与管理现状出发,针对电解生产工艺及动力能源消耗,建立了能源管理工作程序,确定了能源管理的职能,建立健全了能源管理台帐及管理制度并采取了有效的节能措施,结果降低了能源消耗。达到节约用能,创建资源节约型企业的目的。     

铝电解废炭素阴极利用现状及发展趋势

铝电解槽废阴极是目前铝电解生产最大宗的固体废弃物。分析了废阴极中的有用成分,综合论述了废阴极的处理现状。提出采用浮选和碱浸工艺可有效回收利用其中的炭和冰晶石。     

高压碱浸法处理铝电解废旧阴极炭块

利用高压碱浸工艺处理废旧阴极炭块,研究了NaOH浓度、碱浸温度、液固比、反应时间对处理效果的影响,并通XRD、XRF、浸出毒性分析、SEM-EDS探索了废旧阴极炭块处理前后的物相组成、元素含量、浸出毒性、微观形貌和元素分布的变化规律。结果表明,随着NaOH浓度的增加,回收炭材料的碳纯度和F-浸出浓度分别呈现先增加后减小、先减小后增大的变化趋势,随着碱浸温度、液固比、反应时间的增加,回收炭材料的碳纯度逐渐增大,F-浸出浓度不断降低。在最佳工艺条件下,废旧阴极炭块的碳含量从60.02%提高至88.63%,氟浸出浓度含量从2 699.95 mg/L降低至22.19 mg/L,并成功利用碳酸化分解法从浸出液中提取冰晶石产品。高压碱浸工艺具备实现废旧阴极炭块无害化与资源化回收的技术可行性。