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【摘 要】随着大型预焙电解槽设计理念的变化及在节能减排的新工艺生产控制下，电解槽电解质水平的管理也在发生变化，本文结合350KA电解槽电解质水平管理的实践，总结了大型电解槽电解质水平的合理范围。
【关键词】大型预焙电解槽；电解质水平
Management of electrolyte level in 350KA large prebaked cell for aluminum-reduction
WANG Zheng-Rong
【Abstract】With the large pre-baked cell design changes and new technology production control in energy saving with emissions Reducing ，the Management of electrolyte level is changing. In this paper, a reasonable range of electrolyte level management was summarized by the combination of 350KA cell electrolyte level management practice.
【Key words】Large prebaked cell；Electrolyte level
０．前言
近年来由于铝成本结构受宏观因素影响，铝电解槽在向大容量、高效、节能型预焙槽技术方向发展。在生产管理方面国内铝行业普遍应用了各种节能降耗的新技术。电解质体系作为“电解槽的血液”直接影响着电解槽能量平衡与物料平衡。本文主要针对电解质水平在节能降耗技术应用下的控制标进行了探讨。
1.电解质水平对电解生产的影响
1.1水平电流
电解质层是极化反应区域，电解质中炭渣含量，阳极气体含量，氧化铝浓度等因素与电解槽水平电流相关。单从电解槽的导电途径分析，高电解质水平容易增加水平电流。
1.2氧化铝浓度的控制
较高的电解质水平有利于增强电解质体系对氧化铝的溶解能力，但电解质量的增加会导致体系氧化铝浓度的降低。
电解质水平过低，则热稳定性差，易发病槽，影响电流效率,而且在出铝等作业过程中增加了系列不安全因素。
根据我公司一系列电解质水平的保持情况与氧化浓度对比数据可以得出在16-17cm电解质水平下氧化铝浓度保持较稳定。
1.3电解质高度与阳极效应和阳极气体排放
传统的电解工艺认为阳极效应的发生可以调整槽子的热平衡,校正电解槽内电解质中氧化铝的浓度,并达到洁净电解质,清理阳极底掌,炉底沉淀以及规整炉膛的目的，电解槽是按设定的效应等待时间发生阳极效应。对于电解槽来说弊大于利的阳极效应在如今节能降耗的要求下不能按传统的概念控制。趋于无效应管理的理念逐步在现代电解铝生产管理当中被重视起来。
降低效应系数是节能降耗的一个重要手段。在铝电解过程中电解质是氧化铝的载体。除氧化铝浓度外，电解质高度对槽温的控制、电解质循环、阳极底掌气泡的释放都有很大的关系，而它们于阳极效应的发生又有直接的关系。
阳极气体主要以气泡的形式释放，气泡的行为大致可分为3个阶段：(1)气泡在阳极底掌生成并长大；气泡在阳极底掌上水平运动；(3)气泡受浮力作用在阳极侧部垂直运动。
由此说明电解质水平较高时增加了气泡垂直运动的行程，不利于气泡的排除，引发阳极效应的可能性增加。
1.4电解质水平对原铝质量的影响
原铝质量是铝电解生产行业的一个综合分析指标，纯度高的铝具有良好的化学物理性能 ,而铝中杂质增多将影响其理化性能 ,如导电性变坏、耐蚀性降低、白光反射率降低等。因此在电解槽中力求生产出高品位的铝 ,纯度越高 ,使用价值越高。在电解生产中电解质水平过高会浸泡和冲涮即将更换的低阳极钢爪和磷铁，溶解后进入铝液中，从而影响原铝质量 ，影响阳极使用周期，碳耗增加。
根据电解质水平和铁含量时间序列图，两组数据相关系数为0.695。结合残极厚度分析电解质水平高度，设极距为4.5cm,钢爪底部与残极底部距离控制按0-2cm设定，则电解质水平可控制在16.5-18.5cm之间。
2.电解质成份的匹配
2.1分子比的控制
电解质分子比对铝电解生产影响很大，是影响电流效率的重要因素之一。因此电解槽在保持合理范围的电解质水平同时控制合理的电解质成份也具有同样重要的意义。
研究表明，低分子比有利于提高电流效率，并且有利于降低电解温度。但分子比过低会使得电解质粘度增加，降低氧化铝的溶解度，从而导致炉底产生沉淀，伸腿肥大，水平电流增加，槽电解不稳，效就增多从而使电流效率降低。根据我公司电解槽的运行情况认为，低电压生产控制下的分子比保持在2.4-2.45为佳。
2.2添加剂的控制
目前，铝电解工业生产都使用添加剂，目的在于降低电解温度以提高电流效率。常用的添加剂有：CaF2、MgF2、 LiF。
电解质中常用的几种添加剂均有利也有缺点。Li+盐要结合铝的品位和成本适量使用。Ca+、Mg+通常混合使用，总量控制不超过7%。
3.结语
大型预焙槽在节能降耗低电压技术条件下电解质水平不易过高，350KA电解槽控制在16-18cm之间为宜。
【参考文献】
［１］夏小霞，王志奇，周乃军.铝电解槽内电解质运动的数值模拟.过程工程学报.2006-06-09．
［２］黄河鑫业有限公司350KA预焙阳极铝电解槽物理场综合测试报告.中南大学.2010．11．
【关键词】大型预焙电解槽；电解质水平
Management of electrolyte level in 350KA large prebaked cell for aluminum-reduction
WANG Zheng-Rong
【Abstract】With the large pre-baked cell design changes and new technology production control in energy saving with emissions Reducing ，the Management of electrolyte level is changing. In this paper, a reasonable range of electrolyte level management was summarized by the combination of 350KA cell electrolyte level management practice.
【Key words】Large prebaked cell；Electrolyte level
０．前言
近年来由于铝成本结构受宏观因素影响，铝电解槽在向大容量、高效、节能型预焙槽技术方向发展。在生产管理方面国内铝行业普遍应用了各种节能降耗的新技术。电解质体系作为“电解槽的血液”直接影响着电解槽能量平衡与物料平衡。本文主要针对电解质水平在节能降耗技术应用下的控制标进行了探讨。
1.电解质水平对电解生产的影响
1.1水平电流
电解质层是极化反应区域，电解质中炭渣含量，阳极气体含量，氧化铝浓度等因素与电解槽水平电流相关。单从电解槽的导电途径分析，高电解质水平容易增加水平电流。
1.2氧化铝浓度的控制
较高的电解质水平有利于增强电解质体系对氧化铝的溶解能力，但电解质量的增加会导致体系氧化铝浓度的降低。
电解质水平过低，则热稳定性差，易发病槽，影响电流效率,而且在出铝等作业过程中增加了系列不安全因素。
根据我公司一系列电解质水平的保持情况与氧化浓度对比数据可以得出在16-17cm电解质水平下氧化铝浓度保持较稳定。
1.3电解质高度与阳极效应和阳极气体排放
传统的电解工艺认为阳极效应的发生可以调整槽子的热平衡,校正电解槽内电解质中氧化铝的浓度,并达到洁净电解质,清理阳极底掌,炉底沉淀以及规整炉膛的目的，电解槽是按设定的效应等待时间发生阳极效应。对于电解槽来说弊大于利的阳极效应在如今节能降耗的要求下不能按传统的概念控制。趋于无效应管理的理念逐步在现代电解铝生产管理当中被重视起来。
降低效应系数是节能降耗的一个重要手段。在铝电解过程中电解质是氧化铝的载体。除氧化铝浓度外，电解质高度对槽温的控制、电解质循环、阳极底掌气泡的释放都有很大的关系，而它们于阳极效应的发生又有直接的关系。
阳极气体主要以气泡的形式释放，气泡的行为大致可分为3个阶段：(1)气泡在阳极底掌生成并长大；气泡在阳极底掌上水平运动；(3)气泡受浮力作用在阳极侧部垂直运动。
由此说明电解质水平较高时增加了气泡垂直运动的行程，不利于气泡的排除，引发阳极效应的可能性增加。
1.4电解质水平对原铝质量的影响
原铝质量是铝电解生产行业的一个综合分析指标，纯度高的铝具有良好的化学物理性能 ,而铝中杂质增多将影响其理化性能 ,如导电性变坏、耐蚀性降低、白光反射率降低等。因此在电解槽中力求生产出高品位的铝 ,纯度越高 ,使用价值越高。在电解生产中电解质水平过高会浸泡和冲涮即将更换的低阳极钢爪和磷铁，溶解后进入铝液中，从而影响原铝质量 ，影响阳极使用周期，碳耗增加。
根据电解质水平和铁含量时间序列图，两组数据相关系数为0.695。结合残极厚度分析电解质水平高度，设极距为4.5cm,钢爪底部与残极底部距离控制按0-2cm设定，则电解质水平可控制在16.5-18.5cm之间。
2.电解质成份的匹配
2.1分子比的控制
电解质分子比对铝电解生产影响很大，是影响电流效率的重要因素之一。因此电解槽在保持合理范围的电解质水平同时控制合理的电解质成份也具有同样重要的意义。
研究表明，低分子比有利于提高电流效率，并且有利于降低电解温度。但分子比过低会使得电解质粘度增加，降低氧化铝的溶解度，从而导致炉底产生沉淀，伸腿肥大，水平电流增加，槽电解不稳，效就增多从而使电流效率降低。根据我公司电解槽的运行情况认为，低电压生产控制下的分子比保持在2.4-2.45为佳。
2.2添加剂的控制
目前，铝电解工业生产都使用添加剂，目的在于降低电解温度以提高电流效率。常用的添加剂有：CaF2、MgF2、 LiF。
电解质中常用的几种添加剂均有利也有缺点。Li+盐要结合铝的品位和成本适量使用。Ca+、Mg+通常混合使用，总量控制不超过7%。
3.结语
大型预焙槽在节能降耗低电压技术条件下电解质水平不易过高，350KA电解槽控制在16-18cm之间为宜。
【参考文献】
［１］夏小霞，王志奇，周乃军.铝电解槽内电解质运动的数值模拟.过程工程学报.2006-06-09．
［２］黄河鑫业有限公司350KA预焙阳极铝电解槽物理场综合测试报告.中南大学.2010．11．