铝电解质的成份及性质.ppt

1、铝电解质的成分和性质，赵江、电解生产中电解质的主要成分由冰晶石和氧化铝组成。 冰晶石是溶剂，氧化铝是溶质。 其中由添加剂： AlF3、MgF2、LiF、CaF3、NaF、Na2O3等多种成分组成。 一、电解质成分，一.电解质成分的变化及其原因，电解槽在正常生产期间，电解质成分不断变化，最明显的是分子比的上升。 引起分子比上升的原因。 1 )原料中的杂技对电解质成分的影响在电解生产中使用的氧化铝、氟化铝和阳极中含有一定量的杂技成分，例如H2O、Na2O、SiO2、MgO、SO等，这些杂技将氟化铝和冰晶石分解，形成电解质中的氧化铝使分子比上升的2 )添加剂对分子比的影响分子比：冰晶石中的NaF和A

2、lF3的摩尔数称为分子比。 所谓分子比，正冰晶石的分子比等于3，冰晶石的分子比可以大于或小于3，一般分子比3的冰晶石也称为中性冰晶石，大于3的也称为碱性冰晶石，小于3的也称为酸性冰晶石，大于或小于分子比3的冰晶石所谓正冰晶石，是氟化钠(naf)3mol和氧化铝(alf3)1mol结合而成，写作NaFAlF3，该配合的冰晶石称为正冰晶石，正冰晶石在常温下呈白色固体，其熔点约为1010，冰晶石的分子式为na3 3 )电解质挥发损失的影响。 在通常的电解温度下，从电解质表面挥发的蒸汽的大部分是氟化铝，温度越高损失越大，电解质中的氟化钠相对增加分子比就越高。 添加剂分子比过高或过低的影响。 过高时，电

3、解质密度及粘度大，碳渣分离不良，结壳坚硬，熔点高，电解质粘度高，吨铝功耗增大。 过低时，电解质的挥发损失大，氧化铝溶解度降低，容易产生沉淀，电解质的导电率降低，生成廉价的铝离子的可能性变高。 氧化铝是电解过程中被大量消耗的唯一成分。 2 .电解质成分的检验，现在电解质成分的检验有以下4种方法1 )用肉眼观察法确认电解质成分快速简单，但不正确。 由于电解质的颜色、壳面和固体电解质的截面外观判断电解质的酸碱度范围，因此具体的分子比的正确值难以确定，只能作一般的参考。 电解质酸碱度液体电解质外观电解槽Al2O3铁钎料上凝固电解质外观固体电解质截面碱性明黄色硬电解质紫黑色、厚、自动裂纹、容易脱落致密中

4、性橙黄色中硬电解质层稍厚、致密、白色致密酸性樱红色软电解质层薄、致密、白色有孔强酸性暗红色软电解质薄、不脱落、白色、有时淡黄色2 )指示剂检查法指示剂检查在固体电解质的截面上滴入苯酚酞液，如果呈现紫红色，则该电解质的分子比大于3，如果没有颜色，则分子比小于3，这种方法也是大致的检查方法，只能说明分子比的大小范围。 3 )晶体分析法晶体分析法之一简便、快速且比较准确。 分析中，将电解质试样研磨成粉末后，在偏光显微镜下观察其包晶状况，决定分子比的数值。 为了分析正确且正确的分子比调整要求，定期取出适当要求的试样进行分析。 4 )热滴定法(即化学分析法)热滴定法分析电解质成分，由于存在分析速度慢，费

5、用大等缺点，通常不采用，但该方法由于分析结果更准确，所以可以进行校准性分析。 电解质酸碱度的肉眼鉴别，3 .电解质成分的调节，电解槽正常生产期间，电解质成分的变化主要是分子比高，添加剂含量低。 对此，根据电解质成分的分析报告，按照规定的保持范围，通过制定进行调整。 1 .分子比高于规定范围时，在槽内添加氟化铝。2 .分子比低于保持范围时、电解质为过酸时，优选添加曹达和氟化钠，添加氟化钠时，优选混合添加冰晶石。 注：添加氟化钙和氟化镁时，必须加到大面积炉规定的地方，不能加到阳极附近，必须沿炉均匀添加，不能一起聚集，必须加到一起，不能大量添加。 4 .添加量的修正计算方法，1 .添加氟化铝的修正计

6、算方法。 q (al f3)2p (k1- k2)/k2(k2) kg NaF=p (k2- k1)/k1kg式中的q为调整时添加物的数量kg，p为电解质中的冰晶石量kg，例题：电解质中的冰晶石的质量为4000kg，求出分子比从3降低到2.7的情况下，氟化铝4000(3-2.7)/2.7(3 2)=177.77电解质的分子比从3中除去2.7时，氟化铝的理论值为178kg，但由于氟化铝自身含有5%9%的结晶水，所以在添加过程中有飞扬和挥发损失，二、电解质的性质， 电解质的性质对铝电解生产非常重要，了解和掌握电解质的各种性质，有助于指导实际生产条件的控制，改进生产技术指标，提高生产效益。 铝电解质

7、的性质主要指电解质的初晶温度、密度、导电度、粘度、表面性、挥发性。 初晶温度是指液体开始变成固体结晶的温度，称为初晶温度。 日常生产所需电解质的初晶温度越低越优选，由此工作温度(工作温度控制在通常初晶温度以上10-20的范围)、1 .初晶温度、2 .密度、密度是指每单位体积的物质的质量，其单位为g/cm3。 在正常铝电解生产中，上层电解质下层为铝液，它们之间有明显的密度差。 铝液和电解质的密度差随着温度上升而增加。 这是因为铝的密度随温度上升而下降的速度电解质不快。 相反，两者的密度差随着温度降低而缩小。 因为电解质密度的增加比铝快，两者的密度随着温度降低而接近时会混合。 由于不明显的现象，在

8、电解中，电解温度要尽量稳定，减少变动。 3 .导电率、导电率也称为比导电或导电率，是物体导电能力大小的指标，通常用比电阴(比电阻)的倒数表示。 影响导电率的主要因素有： 1、电解质温度的影响。 通常在电解中槽内只有大量的碳渣的情况下，电解质的导电率随着温度上升而上升，相反温度下降的话导电度会下降，但是在生产中不能用提高电解质温度的方法来提高导电度。 因为提高导电率的效果不能降低电流效率来补偿损失。 2 .分子比的影响。 电解质分子比越低导电率越低，分子比越高导电率越高。 3 .氧化铝浓度的影响。 电解质的电导率随氧化铝浓度的增加而降低，装入后，电解质内的氧化铝浓度增加，电解质的电导率减少后，随

9、着电解过程的进行，氧化铝浓度逐渐降低，电解质的电导率逐渐提高。 4、粘度、粘度是表示液体中质点间相对运动的阻力，也称为内部摩擦力。 电解质的粘度过大或过小都不利于生产。 粘度过大时，氧化铝在电解质中的溶解速度降低，影响电解质中的碳渣分离和阳极气体的排出，影响生产。 但粘度过小时，会加快电解质的循环，加快铝在电解质中的溶解损失，降低电流效率，而且加快氧化铝在电解质中的沉降速度，引起炉底沉淀。 5 .表面性，1 .表面张力：一般物质的表面层具有压缩内部质量(原子、分子、离子等)的能力，这种使表面收缩的能力称为物质的表面张力。 2 .湿润性：湿润性表示液体对固体的湿润能力。固体表面被液体浸湿的程度是可以浸湿的。 ”。这个角度表示是来自接触点的影响液吗？ 轮廓曲线切线和固体等级之间的终点角度。 液体对固体的润湿角，90表示液体对固体的润湿性差，角越大润湿性越差。 90表示液体对固体的润湿性越好，角越小润湿性越好。 影响电解质润湿性的主要因素：1.电流密度和铝的影响。 2 .氧化铝浓度的影响