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《電解鋁降低陽極碳耗的途徑與措施》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(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(沈陽鋁鎂設計研究院,遼寧沈陽110001)摘要:闡述了冰晶石—氧化鋁電解法生產鋁的炭陽極消耗機理,推導出炭陽極與CO2作用以及炭陽極與空氣反應陽極消耗數(shù)量的計算公式和在電解鋁生產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計、電解工藝操作、陽極質量等有關,并提出了新型陽極炭塊形狀及結構型式,以及降低陽極碳消耗途徑與措施。關鍵詞:電解鋁;炭陽極;陽極反應;陽極消耗;空氣滲透性中圖分類號:TF801文獻標識碼:A文章編號: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的主要原料之一。它作為鋁,化學方程式如下:導體將直流電導入電解槽,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,每生產一
5、噸鋁要消耗400kg～500kg2Al2O3(熔融)+4C(固)=4Al(液)+2CO2(氣)+的炭陽極。炭陽極各項質量指標直接影響到電解槽2CO(氣)⑵的正常生產和原鋁的產量、質量、碳耗、和電耗等各2Al2O3(熔融)+6C(固)=4Al(液)+6CO(氣)⑶項經濟指標。電解槽陽極結構、幾何形狀、尺寸以及反應式(1)為假定電流效率為100%時,生產電解生產中的陽極管理、陽極電流密度、電解生產技1mol的鋁能生成3/4mol的CO2,這相當于生產1術操作條件、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。炭陽極的過量消耗,不僅會增加鋁的生產成本,1122噸
6、,同時消耗333kg的炭陽極。嚴重的會影響電解槽正常工作參數(shù),甚至造成病槽。反應式(2),相當于電流效率為75%時,理論碳優(yōu)質的陽極可使電解過程穩(wěn)定,取得較好的技術經耗為444kg。濟指標。降低炭陽極的消耗,可延長陽極的使用天反應式(3),相當于電流效率為50%時,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)的產生量,對提高勞動生產率以及改善環(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理,CO2重量百分比之間的關系,根據反應(1)(2)(3)式降低陽極碳消耗途徑與措施以及在電解鋁生產過程中如何測定過量消耗碳量(CO2+C→
7、2CO)的反應繪制的曲線見圖1。率U(%)和炭陽極被空氣氧化消耗(C+O2→CO2;按反應式(1)計算出陽極理論消耗量為333kg/C+O2→2CO)的反應率V(%)。t-Al?？紤]到熔融電解質中金屬鋁霧與CO2反應〔2Al(熔融)+3CO2(氣)=Al2O3(熔融)+3CO(氣)〕1炭陽極消耗機理而造成的鋁損失,電流效率下降,則電化學反應消耗1.1炭陽極電化學消耗陽極碳量為333/ηkg/t-Al(η為電流
