金屬鋰電解槽熱平衡計(jì)算

陳悅娣

（新疆昊鑫鋰開發(fā)有限公司 烏魯木齊 830006）

金屬鋰電解槽熱平衡計(jì)算

陳悅娣

（新疆昊鑫鋰開發(fā)有限公司 烏魯木齊 830006）

通過細(xì)致的計(jì)算，對金屬鋰電解過程中，電解槽獲得的電能和損失的熱量進(jìn)行了詳細(xì)分析，并完成了金屬鋰電解槽熱平衡計(jì)算。通過電解槽熱損失及熱平衡計(jì)算，可以為金屬鋰生產(chǎn)企業(yè)分析電能消耗的原因、采取有效措施提高電流效率提供依據(jù)，也可為鋰冶煉廠的電解槽設(shè)計(jì)提供參考。

金屬鋰 電解槽 熱量 計(jì)算

1 前言

目前，工業(yè)生產(chǎn)金屬鋰最普遍的方法為氯化鋰-氯化鉀熔鹽電解法，以熔融的氯化鋰和氯化鉀作為原料，在420℃溫度下電解，陽極析出氯氣并進(jìn)行吸收處理后達(dá)標(biāo)排放，陰極析出的金屬鋰導(dǎo)出后鑄錠得到金屬鋰。生產(chǎn)金屬鋰的主要設(shè)備為電解槽，以石墨為陽極，鐵板為陰極。

用電成本是電解金屬鋰生產(chǎn)成本中除氯化鋰原料以外所占比例最大的部分，對電解過程電能的消耗進(jìn)行系統(tǒng)分析，可以幫助我們對做無用功的電能消耗進(jìn)行有效控制，減少能量損失、提高電流效率，從而降低電解金屬鋰的生產(chǎn)成本。

2 計(jì)算前的準(zhǔn)備

⑴以18 000 A電解槽槽型為例（實(shí)際生產(chǎn)電流為15 000 A），時(shí)間按每小時(shí)計(jì)算。

⑵氯化鋰熔鹽電解生產(chǎn)金屬鋰的反應(yīng)方程式：

金屬鋰的產(chǎn)能=0.259×15 000=3 885 g（或560 mol）

氯氣產(chǎn)能=280 mol

氯化鋰的消耗量=560 mol

⑶氯化鋰的熔點(diǎn)為605℃，氯化鉀的熔點(diǎn)為770℃，氯化鋰和氯化鉀的共熔點(diǎn)為420℃[1]（實(shí)際生產(chǎn)中，電解槽中電解質(zhì)溫度控制在420℃～440℃）。

⑷陰陽極有效面積（陰陽極……