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《電解鋁降低陽極碳耗的途徑與措施》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、WWZZ20082008年第8期輕金屬·25·電解鋁降低陽極碳耗的途徑與措施朱丹青(沈陽鋁鎂設(shè)計(jì)研究院,遼寧沈陽110001)摘要:闡述了冰晶石—氧化鋁電解法生產(chǎn)鋁的炭陽極消耗機(jī)理,推導(dǎo)出炭陽極與CO2作用以及炭陽極與空氣反應(yīng)陽極消耗數(shù)量的計(jì)算公式和在電解鋁生產(chǎn)過程中如何確定過量消耗碳量。電解過程中炭陽極消耗與電解槽設(shè)計(jì)、電解工藝操作、陽極質(zhì)量等有關(guān),并提出了新型陽極炭塊形狀及結(jié)構(gòu)型式,以及降低陽極碳消耗途徑與措施。關(guān)鍵詞:電解鋁;炭陽極;陽極反應(yīng);陽極消耗;空氣滲透性中圖分類號(hào):TF801文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):100221752(2008)0822524Themeasurestoredu
2、cetheconsumptionofanodecarboninaluminumelectrolysisZHUDan-qing(ShenyangAluminumandMagnesiumEngineeringandResearchInstitute,Shenyang110001,China)Abstract:Thisarticleelaboratescarbonanodeconsumptionmechanism,bythecryolite-aluminaelectrolyticprocess,infersthecarbonanodeconsump2tionformalasaboutreactio
3、nbetweencarbonanodeandtheCO2aswellasreactionbetweenthecarbonanodeandtheair.Intheelectrolysisprocessthecarbonanodeconsumptionrelateswiththepotdesign,theelectrolysisoperation,andtheanodequalityandsoon.Itdiscoursesuponthemeasurewhichreducestheanodecarbonconsumptionanddeterminestheexcessiveconsumptiono
4、fcarbonanodeintheelectrolyticaluminumproductionprocess,andproposesthenewanodecarbonblockshapeandthestructurepattern.Keywords:aluminumelectrolysis,carbonanode,anodereaction,anodeconsumption,airpermeability炭陽極是鋁電解生產(chǎn)的主要原料之一。它作為鋁,化學(xué)方程式如下:導(dǎo)體將直流電導(dǎo)入電解槽,并作為電解槽陽極材料2Al2O3(熔融)+3C(固)=4Al(液)+3CO2(氣)⑴參與陽極反應(yīng),每生產(chǎn)一
5、噸鋁要消耗400kg～500kg2Al2O3(熔融)+4C(固)=4Al(液)+2CO2(氣)+的炭陽極。炭陽極各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)直接影響到電解槽2CO(氣)⑵的正常生產(chǎn)和原鋁的產(chǎn)量、質(zhì)量、碳耗、和電耗等各2Al2O3(熔融)+6C(固)=4Al(液)+6CO(氣)⑶項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。電解槽陽極結(jié)構(gòu)、幾何形狀、尺寸以及反應(yīng)式(1)為假定電流效率為100%時(shí),生產(chǎn)電解生產(chǎn)中的陽極管理、陽極電流密度、電解生產(chǎn)技1mol的鋁能生成3/4mol的CO2,這相當(dāng)于生產(chǎn)1術(shù)操作條件、電流效率等諸多因素皆與陽極消耗有噸鋁在陽極氣體中100%為CO2氣,其排放量為關(guān)。炭陽極的過量消耗,不僅會(huì)增加鋁的生產(chǎn)成本,1122噸
6、,同時(shí)消耗333kg的炭陽極。嚴(yán)重的會(huì)影響電解槽正常工作參數(shù),甚至造成病槽。反應(yīng)式(2),相當(dāng)于電流效率為75%時(shí),理論碳優(yōu)質(zhì)的陽極可使電解過程穩(wěn)定,取得較好的技術(shù)經(jīng)耗為444kg。濟(jì)指標(biāo)。降低炭陽極的消耗,可延長(zhǎng)陽極的使用天反應(yīng)式(3),相當(dāng)于電流效率為50%時(shí),理論碳數(shù),有助于提高電解槽集氣效率,減少溫室氣體耗為666kg。(CO2)的產(chǎn)生量,對(duì)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率以及改善環(huán)境電解過程中陽極碳耗與電流效率、陽極氣體中起到了積極作用。本文主要論述炭陽極消耗機(jī)理,CO2重量百分比之間的關(guān)系,根據(jù)反應(yīng)(1)(2)(3)式降低陽極碳消耗途徑與措施以及在電解鋁生產(chǎn)過程中如何測(cè)定過量消耗碳量(CO2+C→
7、2CO)的反應(yīng)繪制的曲線見圖1。率U(%)和炭陽極被空氣氧化消耗(C+O2→CO2;按反應(yīng)式(1)計(jì)算出陽極理論消耗量為333kg/C+O2→2CO)的反應(yīng)率V(%)。t-Al?？紤]到熔融電解質(zhì)中金屬鋁霧與CO2反應(yīng)〔2Al(熔融)+3CO2(氣)=Al2O3(熔融)+3CO(氣)〕1炭陽極消耗機(jī)理而造成的鋁損失,電流效率下降,則電化學(xué)反應(yīng)消耗1.1炭陽極電化學(xué)消耗陽極碳量為333/ηkg/t-Al(η為電流
