2020年碳渣在铝电解生产中的危害论文

铝电解生产中碳渣的危害在冰晶石铝溶盐电解预焙槽中，阳极碳块作为铝电解的核心部分，一直受到人们的关注。其质量直接影响电解和产品质量。如果碳块质量不能满足要求，铝电解质溶液中会产生过量的碳渣，对铝电解过程产生一系列不利影响。例如，电解质电压将增加，导致产生热电池。这不仅会增加电解消耗，而且在产生热电池时会恶化铝电解生产的许多技术和经济指标，还会影响电解槽的使用寿命。因此，如何减少和控制电解生产过程中碳渣的产生成为一个新的课题。1.预焙块质量不合格导致氧化，产生碳渣。预焙炭块是由石油焦、沥青焦和沥青经粉碎、煅烧、配料、混合和捏合等工艺制成。如果使用的原材料和工艺不符合要求，将会产生不合格的碳块。例如，低抗压强度、大孔隙率、大杂质等。导致阳极氧化，碳颗粒从阳极表面脱落并进入电解质形成碳渣，碳渣有时会形成团块和裂纹。在电解液的侵蚀和冲刷下，会形成碳渣。碳块质量造成的碳渣是生产中形成碳渣的主要原因。2.二次反应生成游离固体碳。铝电解过程中的二次反应不仅降低了电流效率，还带来了另一个不利影响，即溶解在电解液中的铝将阳极气体中的CO2和CO还原成碳，在电解液中形成细小的游离碳渣。有两种反应：第一个反应是溶解在电解质溶液中的铝与CO2反应生成一氧化碳，一氧化碳又与铝反应生成碳，即：2AL(溶解)2CO2=Al2O3 3Co (1)2AL(溶解)3Co=Al2O3 3C (2)第二个反应是电解液中的铝直接将二氧化碳还原成碳，3AL(溶解)3CO 2=2Al 3 3C(3)在上述两个反应中，反应(3)在铝电解质中碳渣的形成中比反应(2)起更大的作用，但这两个反应产生的碳渣不是电解质溶液中碳渣形成的主要原因。3.阴极碳衬里的腐蚀和剥落在铝电解过程中，阴极炭衬的剥落和碎裂是铝电解溶液中产生炭渣的另一个原因。铝电解槽启动后，由于钠的渗透、电解质溶液和铝溶液的侵蚀和冲刷，阴极碳衬很快会剥落。钠渗入阴极碳块是剥离的主要原因。钠的渗透在碳块中产生应力，导致碳块体积膨胀，变得疏松多孔，从而剥落形成碳渣。1.铝电解生产中，电解铝液中的碳渣导致电解质电阻增大，导致电解质电压降增大，增加电耗。据相关专业人士报道，当铝电解液中碳渣含量达到1%(重量)时，电解液的电导率将下降11%左右，可见碳渣对电解液电导率的不利影响极其显著。碳渣颗粒越小，降低电解质电导率的效果越大。2.铝电解质溶液中的碳渣导致热电池的产生。当电解液中的碳渣积累到一定浓度时，比电阻的增加必然导致介电压降的上升，从而使电解槽两极间的电能收入额外增加。对于具有正常工作电压和其他技术条件的电解槽，电解过程不需要因电解液中碳含量而增加两极间的电能收入。消耗它的唯一方法是将其转化为热量并释放出来。结果，电解液会过热，槽的温度会升高，导致槽变热3.铝电解溶液中的碳渣造成电流损失。当大量的碳渣漂浮在铝电解质溶液表面时，碳渣将与碳阳极和碳阴极形成电流通路。部分电流将通过碳渣直接进入阴极或侧部，无法参与电解反应，导致侧部泄漏。在严重情况下，会发生侧漏。1.使用高质量的预焙碳块。如前面关于碳渣的讨论所述，碳颗粒会因不合格的碳块而脱落。生产中使用不合格的碳块无疑为碳渣的产生创造了有利条件。因此，使用高质量的预焙块是减少电解液中碳渣的关键措施。不仅减少了碳渣的产生，从而稳定了生产，降低了工人的劳动强度，提高了电流效率，降低了能耗，对于电解铝厂来说，在预焙炭块进厂前必须进行严格的质量检测手段，以保证阳极炭块的质量。2.选择高质量的阴极碳块。像阳极碳材料一样，阴极碳块的质量对碳块剥落的程度有影响。在电解槽阴极建设中使用高质量的阴极侧碳块和底部碳块，可以有效抵御铝电解液和铝液的侵蚀和冲刷，从而减少碳块的剥落和碳渣的产生。3.电解过程选择低温操作。由于铝的二次反应也是产生碳渣的原因之一，所以在电解生产过程中应减少二次反应的发生。在生产操作中，应保持低温下的低电压、低氧化铝浓度、低分子比和高极距，以保证电解生产在较低和稳定的温度下进行，提高电流效率，减少铝的二次反应损失，从而减少碳渣的产生。只有选择优质碳素材料，提高操作质量，尽可能