论文部分内容阅读
[摘 要]铝电解槽氟盐消耗是电解铝生产的主要技术经济指标，不但关系到电解生产辅助原料的消耗、影响原铝生产成本，而且，作为辅助材料添加到电解槽中的氟化盐，对改善电解质成份和性能，提高生产指标有很重要作用。本文从多年铝电解生产实践出发，总结降低氟盐消耗的有效途径，望能给大家一些参考。
[关键词]铝电解；氟盐消耗；降低；途径
中图分类号：TF111.5文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0000-01
氟化盐作为添加剂加入电解槽中，是铝电解生产原料中一项重要的辅助原料，主要包括冰晶石和氟化铝。氟化铝应用于铝电解生产，是用来改善电解质成份、降低电解质的熔化温度和提高导电率。氟化铝在电解槽中的消耗速度较大，一部分随电解槽挥发烟气等物质，主要以NaAlF4形式挥发损失掉；另一部分与水份发生以下反应而消耗掉：
2AlF3+3H2O=Al2O3+6HF
冰晶石也是作为溶剂添加到电解槽中，它是电解质的主要成份，理论上只损失不消耗，但电解槽焙烧启动开槽时，冰晶石主主要的装炉料，用量在7吨以上。所以，降低氟盐消耗是铝电解生产管理中一项重要而以艰巨的任务。
1 铝电解生产的氟平衡[1]
铝电解的氟平衡有氟支出和氟收入，正常生产中电解槽除了人们熟知的物料平衡和能量平衡外，还有更重要的氟平衡。铝电解槽的氟支出包括：铝电解槽内衬吸收；残极吸收和带走；电解质水解、挥发和飞扬而进入烟气和机械损失。铝电解槽的氟收入有三项：铝电解烟气净化回收；阳极焙烧炉烟气净化回收；新补充氟。
当前较为通用的预焙阳极电解槽的烟气净化效率为98%，全氟净化效率为99%。结合铝电解烟气净化工艺及电解槽的氟收、支平衡关系，可以绘制图1所示氟平衡图。
2 降低氟盐消耗的途径
2.1 强化管理，减少氟盐浪费损失
2.1.1 加强氟化盐添加使用过程中的现场管理，要求在氟化盐添加的各环节上严禁“跑、冒、滴、漏”等浪费现象的发生；氟化盐是一种易挥发的物质，为减少挥发，要求将氟化盐与粘性较大的冰晶石混合后添加，降低其挥发损失。
2.1.2 提高操作质量，电解车间做到严禁将氟化盐洒到槽下、向槽下扫料、风管吹地等现象，杜绝飞扬损失。
2.1.3 由于添加到槽内的一部分氟化盐会被电解质、氧化铝块、阳极吸收，因此在平时的打捞炭渣、出铝、换极等日常工作中尽量避免电解質、氧化铝块的损失，并及时清理槽下料，将洒漏的物料回收到电解槽内重新利用；换出的残极块上的氧化铝块经粉碎处理后全部重新返回到电解槽内，减少氟化盐、氧化铝等物料损失。
2.1.4 氟盐添加时务必使用盐料箱进行添加，杜绝飞扬、洒落等浪费现象。
2.2 改进生产工艺技术
2.2.1 控制好电解槽工艺技术条件，保持电解槽的平稳生产，保持槽温和分子比的稳定控制，精确计算单槽的氟化盐添加量，对氟盐下料量进行称量，调整好加料间隔，保证氟化盐添加量稳定，减少因槽温和分子比发生大的波动而造成的氟化盐的增加。
2.2.2 改进新开槽装炉工艺，主要有以下技术创新点。一是电解槽装炉时，中缝不装冰晶石，形成空腔，有利于槽膛内热空气循环，避免了电解槽阴极局部过热，有利于电解槽顺利启动；二是阳极上不再添加冰晶石，而是用破碎电解质块代替冰晶石，这样达到节约氟化盐目的，每台新开槽可节约冰晶石3吨，同时，在新开槽启动时，灌入足量的电解质。
2.2.3 加强对炉底的关注和处理，往往炉底的急剧变化会导致分子比和氟盐（氟化铝）添加量的急剧变化。因此，在日常管理中，根据炉底状况变化及时调整技术条件和相关技术参数，确保炉底状况稳定。
2.2.4 坚持电解槽日评判制度。每天坚持日评判，严格按照电解槽“控制分析评判会”技术参数调整要求，查找出不符合技术规范的电解槽，进一步合理匹配技术条件，使其向技术规范靠拢，促进电解槽更加平稳高效运行。电解工区要保证槽温、分子比的真实性，给电解槽氟盐的投放量提供可靠的参考依据。
2.3 对电解槽进行综合分析合理使用氟盐
2.3.1 氟盐投放量与分子比、槽温变化不相符合时，工区一定要检查称量氟盐的每次下料量，来合理设定氟盐投放量。
2.3.2 对于长期分子比走低、槽温较低的槽子，要检查氟盐有没有漏料的情况；对于分子比偏高、槽温较高的槽子，要及时检查保证第一点火眼的开口率。总之，要坚决避免氟盐的浪费。
2.3.3 分子比与槽温难以对应，长期投放氟盐效果不佳的电解槽，要综合分析电解槽各项技术条件是否合理，及时查找出原因后采取有效措施进行合理调整、控制。
2.4 加强设备管理降低盐消耗
2.4.1 加强对电解槽的密封处理，比如对电解槽槽盖板加装密封毡（炉门和三角盖板）；对打壳锤杆周围进行密封改造；对氟化盐料箱盖子四周加密封毡或及时调整风量，杜绝料箱冒料现象；提高集气效率和净化效率，减少了氟化盐的排放损失。采取以上措施后，从净化回收的载氟料重新打到电解车间，可在一定程度上降低氟化盐添加量。
2.4.2 加强电解槽打壳——下料系统的维修管理力度，进一步降低效应系数，减少电解槽在效应时造成氟盐的大量挥发损失。认真处理和解决壳头包的问题，保持打壳下料系统平稳畅通，确保了氧化铝、氟化铝下料量的准确性。对电解槽下料系统、计算机控制系统控制参数及电解槽技术条件进行优化改进，延长电解槽效应等待周期，将效应等待周期延长至720h以上，并通过提高电解操作工人效应熄灭质量，杜绝长重效应的发生，使效应持续时间向120s以内靠拢。
2.4.3 合理开启多叶阀开启角度，提高烟气净化效率，提高电解烟气中氟的净化回收。净化车间安排每班深入现场，及时了解供料及烟气净化情况，及时合理调整排烟机的开启。
2.4.4加强净化黑白料的配比，确保载氟料和新鲜氧化铝的均匀配料，对出现的供料问题，做到及时调整。净化车间做好电解槽载氟氧化铝供料的均衡性和含氟量，为电解工区降低氟盐单耗打好基础力争使氧化铝供料含氟量的均衡性。
3 结束语
3.1 强化生产、技术、作业管理，提高设备正常运转，是降低铝电解生产氟盐消耗的有效途径。
3.2 确保电解生产技术条件、操作质量和槽况稳定是有效减少吨铝氟盐消耗的最有力途径。
3.3通过采取有效措施，某电解分厂吨铝氟盐消耗逐月降低，目前，2012年比2011吨铝氟盐消耗降低2.2多公斤。
参考文献
[1] 劼刘业翔，李.现化铝电解[M].北京.冶金工业出版社.2008.
[2] 邱竹贤.预焙槽炼铝北京[M].冶金工业出版社.2005.
[3] 田应甫.大型预焙铝电解槽生产实践[M].中南工业大学出版社.2003.
[关键词]铝电解；氟盐消耗；降低；途径
中图分类号：TF111.5文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0000-01
氟化盐作为添加剂加入电解槽中，是铝电解生产原料中一项重要的辅助原料，主要包括冰晶石和氟化铝。氟化铝应用于铝电解生产，是用来改善电解质成份、降低电解质的熔化温度和提高导电率。氟化铝在电解槽中的消耗速度较大，一部分随电解槽挥发烟气等物质，主要以NaAlF4形式挥发损失掉；另一部分与水份发生以下反应而消耗掉：
2AlF3+3H2O=Al2O3+6HF
冰晶石也是作为溶剂添加到电解槽中，它是电解质的主要成份，理论上只损失不消耗，但电解槽焙烧启动开槽时，冰晶石主主要的装炉料，用量在7吨以上。所以，降低氟盐消耗是铝电解生产管理中一项重要而以艰巨的任务。
1 铝电解生产的氟平衡[1]
铝电解的氟平衡有氟支出和氟收入，正常生产中电解槽除了人们熟知的物料平衡和能量平衡外，还有更重要的氟平衡。铝电解槽的氟支出包括：铝电解槽内衬吸收；残极吸收和带走；电解质水解、挥发和飞扬而进入烟气和机械损失。铝电解槽的氟收入有三项：铝电解烟气净化回收；阳极焙烧炉烟气净化回收；新补充氟。
当前较为通用的预焙阳极电解槽的烟气净化效率为98%，全氟净化效率为99%。结合铝电解烟气净化工艺及电解槽的氟收、支平衡关系，可以绘制图1所示氟平衡图。
2 降低氟盐消耗的途径
2.1 强化管理，减少氟盐浪费损失
2.1.1 加强氟化盐添加使用过程中的现场管理，要求在氟化盐添加的各环节上严禁“跑、冒、滴、漏”等浪费现象的发生；氟化盐是一种易挥发的物质，为减少挥发，要求将氟化盐与粘性较大的冰晶石混合后添加，降低其挥发损失。
2.1.2 提高操作质量，电解车间做到严禁将氟化盐洒到槽下、向槽下扫料、风管吹地等现象，杜绝飞扬损失。
2.1.3 由于添加到槽内的一部分氟化盐会被电解质、氧化铝块、阳极吸收，因此在平时的打捞炭渣、出铝、换极等日常工作中尽量避免电解質、氧化铝块的损失，并及时清理槽下料，将洒漏的物料回收到电解槽内重新利用；换出的残极块上的氧化铝块经粉碎处理后全部重新返回到电解槽内，减少氟化盐、氧化铝等物料损失。
2.1.4 氟盐添加时务必使用盐料箱进行添加，杜绝飞扬、洒落等浪费现象。
2.2 改进生产工艺技术
2.2.1 控制好电解槽工艺技术条件，保持电解槽的平稳生产，保持槽温和分子比的稳定控制，精确计算单槽的氟化盐添加量，对氟盐下料量进行称量，调整好加料间隔，保证氟化盐添加量稳定，减少因槽温和分子比发生大的波动而造成的氟化盐的增加。
2.2.2 改进新开槽装炉工艺，主要有以下技术创新点。一是电解槽装炉时，中缝不装冰晶石，形成空腔，有利于槽膛内热空气循环，避免了电解槽阴极局部过热，有利于电解槽顺利启动；二是阳极上不再添加冰晶石，而是用破碎电解质块代替冰晶石，这样达到节约氟化盐目的，每台新开槽可节约冰晶石3吨，同时，在新开槽启动时，灌入足量的电解质。
2.2.3 加强对炉底的关注和处理，往往炉底的急剧变化会导致分子比和氟盐（氟化铝）添加量的急剧变化。因此，在日常管理中，根据炉底状况变化及时调整技术条件和相关技术参数，确保炉底状况稳定。
2.2.4 坚持电解槽日评判制度。每天坚持日评判，严格按照电解槽“控制分析评判会”技术参数调整要求，查找出不符合技术规范的电解槽，进一步合理匹配技术条件，使其向技术规范靠拢，促进电解槽更加平稳高效运行。电解工区要保证槽温、分子比的真实性，给电解槽氟盐的投放量提供可靠的参考依据。
2.3 对电解槽进行综合分析合理使用氟盐
2.3.1 氟盐投放量与分子比、槽温变化不相符合时，工区一定要检查称量氟盐的每次下料量，来合理设定氟盐投放量。
2.3.2 对于长期分子比走低、槽温较低的槽子，要检查氟盐有没有漏料的情况；对于分子比偏高、槽温较高的槽子，要及时检查保证第一点火眼的开口率。总之，要坚决避免氟盐的浪费。
2.3.3 分子比与槽温难以对应，长期投放氟盐效果不佳的电解槽，要综合分析电解槽各项技术条件是否合理，及时查找出原因后采取有效措施进行合理调整、控制。
2.4 加强设备管理降低盐消耗
2.4.1 加强对电解槽的密封处理，比如对电解槽槽盖板加装密封毡（炉门和三角盖板）；对打壳锤杆周围进行密封改造；对氟化盐料箱盖子四周加密封毡或及时调整风量，杜绝料箱冒料现象；提高集气效率和净化效率，减少了氟化盐的排放损失。采取以上措施后，从净化回收的载氟料重新打到电解车间，可在一定程度上降低氟化盐添加量。
2.4.2 加强电解槽打壳——下料系统的维修管理力度，进一步降低效应系数，减少电解槽在效应时造成氟盐的大量挥发损失。认真处理和解决壳头包的问题，保持打壳下料系统平稳畅通，确保了氧化铝、氟化铝下料量的准确性。对电解槽下料系统、计算机控制系统控制参数及电解槽技术条件进行优化改进，延长电解槽效应等待周期，将效应等待周期延长至720h以上，并通过提高电解操作工人效应熄灭质量，杜绝长重效应的发生，使效应持续时间向120s以内靠拢。
2.4.3 合理开启多叶阀开启角度，提高烟气净化效率，提高电解烟气中氟的净化回收。净化车间安排每班深入现场，及时了解供料及烟气净化情况，及时合理调整排烟机的开启。
2.4.4加强净化黑白料的配比，确保载氟料和新鲜氧化铝的均匀配料，对出现的供料问题，做到及时调整。净化车间做好电解槽载氟氧化铝供料的均衡性和含氟量，为电解工区降低氟盐单耗打好基础力争使氧化铝供料含氟量的均衡性。
3 结束语
3.1 强化生产、技术、作业管理，提高设备正常运转，是降低铝电解生产氟盐消耗的有效途径。
3.2 确保电解生产技术条件、操作质量和槽况稳定是有效减少吨铝氟盐消耗的最有力途径。
3.3通过采取有效措施，某电解分厂吨铝氟盐消耗逐月降低，目前，2012年比2011吨铝氟盐消耗降低2.2多公斤。
参考文献
[1] 劼刘业翔，李.现化铝电解[M].北京.冶金工业出版社.2008.
[2] 邱竹贤.预焙槽炼铝北京[M].冶金工业出版社.2005.
[3] 田应甫.大型预焙铝电解槽生产实践[M].中南工业大学出版社.2003.