DOC《500 kA预焙铝电解槽工艺现状评述》

500 kA预焙铝电解槽工艺现状评述 刘振乾,曹亚兵,王小康 (酒钢集团东兴铝业嘉峪关分公司,甘肃嘉峪关 731000) 摘要:介绍500 kA大型预焙电解槽技术条件的选择和电解槽在现有工艺条件下的运行情况,同时对出现的相关问题提出了具体的解决方案.

从整体上看,电解槽槽况稳定,运行正常,电流效率达92.0%以上,吨铝电耗小于13

200 kWh,电解质工作状态良好,工艺技术条件的匹配和工艺参数的控制十分理想. 关键词:500 kA铝电解槽;

槽温;

电流效率;

槽电压;

效应系数 中图分类号:TF821 文献标志码:A 文章编号:1007-7545(2015)06-0000-00 Commentary on Technical Status of

500 kA Prebaked Aluminum Cell LIU Zhen-qian, CAO Ya-bing, WANG Xiao-kang (Branch of Gansu Dongxing Aluminum Industry in Jiayuguan, Jiayuguan 731000, Gansu, Chain) Abstracts: Selection of technological specification and operation under current process condition of

500 kA large-size prebaked aluminum cell were introduced. The solutions to address problems were put forward. On the whole, electrolyzer runs normally and stably with current efficiency of 92.0% above and power consumption of

13 290 kWh/t below. Matching of technical conditions and controlling of technological parameters are satisfactory. Keyword:

500 kA aluminum cell;

temperature of cell;

current efficiency;

cell voltage;

effect coefficient 酒钢集团东兴铝业有限公司(以下简称东兴铝业)500 kA铝电解系列是目前国内设计槽型最大、单系列产能最高的铝电解系列.从2011年通电启动至今,电解槽的工艺技术条件与实际生产完美匹配,各项生产指标均达到了国内先进水平,受到了国内外同行的高度关注.本文结合实际生产过程,对东兴铝业500 kA铝电解系列各项工艺条件的确定和匹配情况进行简要评述.

1 工艺技术条件 1.1 电解质成分 要获得理想的电流效率,改善和优化电解质成分是十分有效的手段,因此东兴铝业十分重视对500 kA电解槽电解质成分的优化和改善.2013年1~5月东兴铝业500 kA铝电解系列电解质成分如表1所示. 表1 电解质组成 Table

1 Electrolyte composition 月份 Al2O3/% KF/% LiF/% MgF2/% CaF2/% 分子比 1月2.5 2.1 3.8 1.0 1.9 2.9 2月2.4 2.1 3.9 1.0 1.9 2.9 3月2.3 2.2 3.9 1.0 1.9 2.8 4月2.2 2.3 4.0 1.0 2.0 2.7 5月2.0 2.3 4.0 1.0 2.0 2.7 由表1可知,东兴铝业500 kA铝电解系列的电解质分子比较高,为2.7以上,KF、LiF的含量比较高,而且递增趋势明显,尤其是LiF的含量很高.KF、LiF都有助于降低电解质的初晶温度、提高电解质的导电性、提高电流效率;

KF对Al2O3的熔解有明显的促进作用,但LiF却对Al2O3的熔解有负面影响,另外两者均会使电解槽热稳定性变差、向阴极炭块渗透而影响槽寿命[1].由于国内氧化铝中氧化锂含量普遍较高,其在后续反应中又转化为氟化锂进入电解质体系,但锂盐在电解质中不挥发,可积累,造成现有电解质体系锂盐含量过高,而KF含量却完全符合生产要求.此外由表1可以看出,MgF2和CaF2的含量变化不大,维持在一个相对稳定的区间内. 收稿日期:2015-01-14 作者简介:刘振乾(1966-),男,甘肃嘉峪关人,工程师. 综上所述,由于LiF含量偏高,造成初晶温度偏低,使得500 kA电解槽的热稳定性变差,电解质对Al2O3的熔解能力变弱,所以在分子比的选择上没有一味地最求低分子比,而是将分子比调整在2.7左右,以保证较高的电解温度来维持电解质对Al2O3的熔解和保证电解槽的热稳定性.另外考虑到添加剂MgF2和CaF2在降低电解质熔点、减小铝液二次损失、促进炉帮形成等方面的诸多特性,东兴铝业将电解质体系中MgF2和CaF2的含量分别保持在1%和2%. 1.2 电解质温度 电解质温度是电解槽生产主要控制参数之一,另外电解质温度也对电流效率也有直接影响,一般来讲,电解温度每降低10 ℃电流效率提高1%~2%[2],所以现代铝企业普遍追求将电解质温度控制在较低的温度下进行.表2是2013年1~5月东兴铝业500 kA铝电解系列部分指标. 表2 生产指标 Table