铝电解质中锂盐含量对生产的影响.docVIP

铝电解质中锂盐含量对500KA电解槽生产的影响 田振明、张虎 （新疆嘉润资源控股有限公司 新疆 玛纳斯 832200） 摘 要：通过铝电解过程中氟化锂含量对500KA电解槽电解质及生产影响的分析，提出在锂含量不断富集上升的电解质体系下应采取的最佳工艺参数配置，并用商务手段适度控制原料，确保电解生产达到节能降耗的目的。 关键词：铝电解；锂盐含量；工艺配置；控制 引言 早在1886年霍尔的第一个专利书中，就已提出了锂盐在铝电解上应用的建议，它的主要作用是降低电解质的初晶点，提高电解质导电率，降低电解质密度等，下面从锂盐对电解质体系的影响进行逐一分析。 电解温度T实际可表示为电解质的初晶温度t0与电解值的过热度△t之和，即T=t0+△t电解质中添加锂盐后，当电解质中Al2O3、AlF3、CaF2、MgF2的含量一定时，从公式中可得到，每增加1%LiF可降低电解质初晶温度约8℃。使电解质具有优良的物理化学性质［］。 Bullard 和 Przbycien 得出 Al2O3、AlF3、CaF2、MgF2和LiF的含量与冰晶石熔液初晶点的综合关系式如下: T(℃)=10106－0177(AlF3)2－00005(AlF3)4－6646(Al2O3)+ 0.168(Al2O3)2 － 2853(CaF2)－46(MgF2)－92(LiF) ⑴ 公式中括号内各种添加剂为质量百分比，AlF3为过量百分比。 添加剂对电解质初晶温度的影响是综合性的，但AlF3和LiF影响较大，表是部分电解槽电解质成分和分子比、初晶温度的化验结果。 锂盐能使电解质初晶温度降低，主要是由于添加锂盐后，在电解质体系中形成了一个稳定的低溶点化合物锂冰晶石（Li3AlF6），通过简单的LiF－AlF3二元系相图可以看，锂冰晶石（Li3AlF6）的熔点只有785左右，而冰晶石（Na3AlF6）的熔点则为1010，因此，可以显著降低冰晶石－氧化铝二元系的熔点。 对能耗的影响 由于LiF可增大电解质的电导率(减小电解质电阻)，减小电解质黏度，降低电解质的蒸气压(可减小挥发性)，降低电解质密度，从而可以降低电解槽工作电压，实现较低电压运行。同时，工业实践表明:含LiF的电解质能有效提高电流效率，大型预焙槽已经采用低摩尔比电解质，如果电流效率不高于94%，加LiF能少许提高电流效率。因此，适量的 LiF 将有效降低电解的能耗，提高电流效率。 1.3 氟化锂对密度电导率粘度的影响 LiF能降低电解质密度，可使铝液镜面同电解质界面更好的分层，减少二次反应的几率，达到提高电流效率的目的。锂盐作为铝电解质的组分所起的作用主要是降低电解质的初晶点，提高其电导率［］，此外还减小其蒸汽压和密度。其缺点是减少氧化铝在电解质中的溶解度。 LiF对降低电解质粘度的效果最显著，粘度的降低，促进电解质在电解槽内的流动和CO2气体的排除，提高电流效率。 后，电流效率明显提高（槽日产提高了.37kg），直流电单耗下降了 kwh/t.Al，氟化铝单耗下降了.76 kg/t.Al，各项指标均有所改善，电流效率能保证在91.5%以上,铝锭综合交流电单耗能稳定在13600kWh/t.Al以下。原铝质量也得到保证，没有客户提出异议。 3 结语 根据电解槽设计槽型特点，结合生产技术条件，摸索氟化锂含量高低对生产的利弊，提前预测氟化锂变化趋势，通过商务手段控制氟化锂含量在一定范围内运行，使电解槽工艺技术条件受到氟化锂的负面影响降到最低，能够取得较为理想的经济技术指标。 参考文献 ［1］ 邱竹贤．预倍槽炼铝(第三版)［M］．北京:冶金工业出版社， 2005:30- 31． ［2］ 阚红敏，王兆文，班允刚等.NaCl和LiF的添加剂对铝电解质初晶温度影响的研究［J］ ．冶金分析，2007，27(3):13- 16． ［3］ 刘业翔，李劼，姚士焕，肖劲，赖延清等．现代铝电解［M］．2007:10- 12．