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分子比在铝电解生产中作用探究 　　【摘 要】近些年以来，铝电解技术也在不断更新，产生了令人瞩目的变化，但一直在追求降低分子比进行铝电解生产。因此，在铝电解生产中进行工艺优化，控制合理的分子比，对提高电解槽的电流效率具有重要作用。本文首先介绍了电解质的分子比，分析了分子比对Al2O3的溶解度、电解质的温度、比重、粘度等的影响，对如何选择分子比和降低分子比进行了讨论，希望以此为相关研究提供一定的指导和借鉴。 【关键词】分子比；铝电解；生产；作用 前言 近些年来，随着铝电解产业的迅猛发展，关于铝电解的生产研究也在不断增加。研究人员主要关注的是如何进行工艺条件的优化和控制，以提高电流效率为主要目标。在铝电解的生产过程中，电解质成分会发生频繁的变化，在变化的过程中会受到诸多因素的影响，例如电解质总量发生变化、槽温发生变化、氟化铝添加时的工作质量等。目前，还没有办法解决利用瞬时检测技术或者方法对电解质成分进行检测，所以对分子比的调整还处于探索阶段。本文将研究和探讨分子比对Al2O3的溶解度、电解质的温度、比重、粘度等的影响以及如何选择分子比和降低分子比，希望以此为相关研究提供一定的指导和借鉴。 1 电解质的分子比介绍 1940年到1950年前后，电解生产中主要为高分子比电解质，一般来说，电解质的分子比大于或者等于3.0。电解质温度高达970-990℃，电流效率大约为80%，电耗高达2万kWh/t。 1950年以后，研究人员发现采用酸性电解质具有诸多优点，电解槽电流效率高、电耗降低，二次反应损失减少，可以在电解生产中进行运用，与此同时，用于改善电解质性能的CaF2、MgF2等诸种添加剂也在生产中不断地得到应用，使得电流效率得到提高、能源消耗得到降低。 2 分子比对铝电解生产的影响 2.1 分子比对Al2O3浓度的影响 铝冶炼要求的主题就是要铝电解槽在最佳运行状态下保持平稳生产。通过生产实践我们总结出：Al2O3的溶解度在分子比偏高的电解质中要大一些。如果电解质中Al2O3保持较高的浓度，其粘度也会随之相应增大，这样就会抑制碳渣与电解质的分离效果，导致电流效率降低的情况产生；相反，Al2O3的溶解度在分子比稍小的电解质中要小的多，这样容易产生炉底沉淀增加的情况产生，随着时间的延长，炉底就会有大量的结壳生成，进而造成热槽的不利状况发生，使电解槽的正常稳定运行发生紊乱。 所以，很多的铝电解生产企业采取了一些有效的方法来控制Al2O3的浓度，一般采用计算机定时定量下料并且勤加的方法，这样会使Al2O3浓度尽量保持在2%-4%，进而获得比较高的电流效率。 2.2 分子比对电解质温度的影响 在正常的铝电解生产过程中，电解槽保持恒定的温度是很关键的，如果电解槽的温度上下波动较大，将对电解槽产生相当不利的影响，而影响槽温是否平稳的关键因素是分子比。如果分子比偏高的话，电解的初晶温度也会升高。相反，如果初晶温度降低的话，分子比的高低将对电解槽的热收入产生直接的影响。如果热收入比热支出高，电解槽的温度就会随之升高，由于温度过高会引起炉帮化掉，进而造成电流效率降低的情况发生，严重时会造成漏槽事故。如果分子比偏低，热收入就会比热支出小很多，造成电解质变成暗红色，严重影响了出铝质量，正常的生产运行也会受到严重破坏，电流效率降低。 2.3 分子比对电解质比重、粘度的影响 电解质比重的大小会影响到铝水与电解质分层效果，在960-970℃的正常温度下，电解质的比重为2.09-2.1g/cm3，而铝水的比重约为2.3g/cm3。两者的比重差值为0.2，这是二者分层的效果良好，析出的铝珠会快速地沉入到电解槽的下层，这时得到的电流效率也会较高；如果二者分离较慢，粘度较大的铝珠就会碰到CO2气体，这样铝珠就会被迅速氧化掉，电流效率就会发生大大的降低。 3 电解质分子比的选择 采用低分子比电解质有一定的好处，可以使预焙槽生产的技术经济指标较好，但是，要想合理选择电解质分子比，需要从企业的生产实际出发，绝对不可以没有目的盲目地进行选择，否则，不但不会取得满意的效果，还会给企业的生产运营带来不必要的麻烦和困难。 实验研究表明：如果电解质分子比降低，电流效率就会得到提高，当电解质分子比每降低0.1时，电流效率则相应的提高0.5%。但是，当电解质分子比出现降低情况时，电解质的导电性能也会变得减弱，在槽电压设定不变的情况下，等同于电解槽的极距降低了，从而对电流效率的提高产生了很大的影响。因此，降低电解质分子比要进行全面的考虑，然后采取适当的技术或者方法来进行此项操作。此外，还要考虑氧化铝的形态特点，在使用面粉状的氧化铝时，最好将电解质的分子比控制在2.4-2.6。如果在铝电解的实际生产过程中