铝电解生产中阳极净耗的影响因素

铝电解生产中阳极净耗的影响因素

1加强精细操作,降本降本近年来，随着世界资源和能源的匮乏，原材料（如石油焦）价格不断上涨，铝电解产量继续增加。另一方面，受经济危机的影响，铝电解行业普遍陷入亏损。因此,铝电解企业应从细节着手,加强精细化操作,不断挖潜降本,降低铝电解生产成本,从而实现企业的扭亏为盈。阳极是铝电解生产的主要原材料之一,在电解生产中承担着重要的作用,也是铝电解生产成本的重要组成部分。在铝电解实际生产中,由于阳极炭块主要成分为炭,所以容易出现阳极氧化现象,从而增加阳极净耗,使电解生产成本增加。阳极净耗是指在铝电解生产中,每生产一吨铝所消耗的阳极重量(单位kg/t-Al),其主要影响因素在电解生产过程,因此,本论文主要从186kA系列当前生产中存在的一些氧化问题着手,对设备及工艺操作等进行改进与优化,从而尽可能的降低阳极的氧化现象,实现阳极净耗的降低。2民线阳极无功消耗,无罪废水处理可能发生过铝电解生产理论阳极净耗的计算:2Al2O3+3C=4Al+3CO2↑以上化学反应式为铝电解生产原理方程式,通过化学反应式可计算出阳极理论消耗值为333kg/t-Al,理论值的实现应具备两个条件:1)电流效率100%;2)阳极无任何损耗。在实践生产中,电流效率不可能达到100%(因为二次反应的发生等原因),而且阳极的无功损耗现象在电解生产中是必然存在的。以云铝公司186kA系列近年电流效率95%以上来计算,当阳极不存在无功消耗的条件下的净耗为350kg/t-Al(333÷95%),而实际较好阳极净耗指标在400kg/t-Al左右,因此在减少阳极无功消耗而降低净耗方面我们还有很大的空间可挖。阳极的无功消耗影响因素很多,主要包括阳极氧化、阳极掉块、工艺不稳定及换极等作业对阳极的损坏等。结合实践生产情况,这些因素中出现几率较大,且可以进一步加以控制因素为阳极氧化现象。事实证明,这些年来云铝186kA系列在这些方面确实做了很多的工作,也取得了较好的效果。3避免极氧化的措施3.1表面电解质表面结壳反渗透膜的清除如图1所示为出铝口打击机构图。主要作用对电解槽进行作业(如出铝、打捞炭渣及测量两水平等)时用于打开电解质表面结壳层。近几年来,186kA系列完成了电流的不断强化(电解从186kA强化到当前的195kA),根据工艺生产条件的变化,相应的技术控制也在更改,其中阳极炭块进行了多次加长(1450mm加长到1500mm),从而使阳极更靠近打击头。因此,打击锤头在打开电解质表面结壳层的同时,也破坏了阳极表面电解质浇注的保护层,造成阳极的氧化,如图2所示。因此,我们对出铝口的打击机构进行拆除。拆除后未造成对电解槽的各项作业(出铝、测水平及打捞炭渣等)产生影响,只是在进行电解槽作业需人为打开电解质表面结壳,适当的增加了劳动强度。为此,制定了一些针对的工艺与操作的制度加以完善。1阳极不被氧化的突变电极重新改进了原有的出铝口阳极浇注工具,采用如图3所示工具,不仅保护了阳极不被氧化,使用起来也更加轻便。如图4为出铝口浇注后的效果图。2求当班槽出铝口为能保持出铝口良好的形状及易人为打开液面,要求当班看槽人员定期、不定期的对出铝口进行修复与规整,一方面,便于电解槽的各项作业;另一方面,利于电解槽良好炉膛形成与稳定的电解生产。3.2破碎面壳面壳料收边由于阳极刚更换完时电解质表面还未结壳,此时用碎面壳料进行收边,一方面使物料大量进入电解槽内,破坏物料平衡;另一方面阳极边部易烧垮,从而造成阳极氧化。对此,换完极后应待电解质液面结壳后再用碎面壳料收边,具体方案为:1)换完极后将捞出的面壳块堵好阳极四周即可,不用碎料收边(此时阳极还未发热,氧化现象不存在)。2)下一个班接班后用碎料对上个班更换的阳极进行收边。通过该操作制度的实施,不仅减少了因边部烧垮使阳极氧化,电解槽炭渣明显减少。同时减少因更换阳极作业对电解槽的影响,阳极附加控制电压从原来的150mV降低到了90mV。3.3生长和维护新极极缝在目前的中间点式下料预焙铝电解生产中,靠近下料点附近阳极氧化现象是不可避免的,如图5所示。如何最大限度的降低下料点附近阳极的氧化现象是本课题解决的问题之一。总结186kA多年来的生产实践,应做好两方面的工作:1)合理确定下料点阳极的换极收边方法;2)必须加强平时的维护与管理力度。图6工具为对中缝打击锤头周围进行浇注,通过浇注形成较规整下料点形状,同时保护了周围阳极被氧化。图6为对正对锤头两块新极极缝进行浇注,一方面防止物料从极缝漏入槽中;另一方面,保护极缝间阳极的氧化。不仅在换极操作时进行浇注,同时看槽人员在平时电解槽的巡视过程中,一旦发现有下料点阳极氧化,立即用液体电解质进行浇注,以防止阳极氧化。3.4角极的更换问题由于角极边部老壳(长期形成的结壳)的存在,使阳极与电解质液面空间较大,阳极直接与空气接触,使阳极容易氧化,因此,当对角极进行阳极更换时会发现炭渣比较多的现象。针对以上存在的问题,采取了两项措施加以完善:1)在更换角极时必须将长期形成的老结壳抠除,重新进行收边,以保证阳极侧部的密实性,减少阳极与空气的接触面积。2)定期对电解槽角极已形成的老结壳进行清除工作