降低鋁液鐵含量的措施與途徑

摘 要：介紹了電解鋁液中的雜質含量成分，以及主要雜質鐵的影響與危害，并分析了鐵雜質的帶入來源。針對鋁液中鐵雜質一旦帶入，就很難清除出去，只能采取稀釋解決的辦法，提出了通過嚴格原料供應、進行破碎料除鐵、加強工藝過程控制等措施與途徑，嚴格控制鐵雜質帶入的方法來降低鐵含量。

關鍵詞：電解鋁液；鐵雜質；破碎料；除鐵；工藝過程控制

一、電解鋁液雜質含量分析

電解鋁液是指以冰晶石作為熔劑，氧化鋁為熔質，以強大的直流電通往電解槽內，使陰陽極發生電化學反應后的陰極產物。電解鋁液經鑄造配料、凈化除渣、鑄造冷卻后形成原鋁錠，是原鋁錠的主要原料，其中含有20多種金屬雜質，主要是鐵與硅。在多年生產實踐中，我公司鋁液硅含量較低且保持平穩，而鐵含量波動較大。鐵雜質的增多會降低鋁的塑性，其含量升高到一定程度會導致鋁液品位的降低，會影響后序鑄造配鋁工作，造成成品質量下降，進而影響到產品銷售收益。所以，降低鋁液鐵含量是提升質量的必然選擇。

電解鋁液雜質成分表：

二、電解鋁液鐵雜質的帶入分析

根據電解鋁生產流程與特點，考慮電解鋁液鐵含量的主要帶入來源有氧化鋁、陽極、氟鹽、破碎料等原料以及電解生產工藝影響。為具體衡量鐵雜質的帶入，開展鐵平衡分析。所謂的鐵平衡分析，是指綜合考慮各種原料的單耗及鐵雜質含量，測算原料帶入的鐵含量，并與實際鐵含量做比較，發現問題，找到影響鐵升高的主要因素。

（一）原料帶入的鐵

原料主要包括氧化鋁、陽極、氟鹽、再生電解質、破碎料等。其中破碎料是指經破碎后的電解質塊，其與氧化鋁一起覆蓋于陽極上，隨著生產的進行而消耗，這部分原料因經過多次循環利用和沾附較多的陽極鋼爪氧化鐵，其鐵含量較高。經過鐵平衡分析，發現，由原料帶入的鐵貢獻比為82.8%，其中破碎料貢獻率為59.8%；

（二）電解生產工藝影響帶入的鐵

電解生產工藝影響主要是指生產過程中發生鐵器具、化錘頭、化鋼爪及其它異常等。工藝影響帶入鐵的貢獻率為%17.2%。

1.化鐵器具主要包括諸如氧化鋁耙子、鐵鉤子、碳渣勺、鋼釬、鐵鍬、取樣勺、吸鋁包管等，這類鐵器具在操作過程發熱或在槽內停留時間過長，不可避免地發生化鐵而引起鐵含量升高。

2.化打擊錘頭是指打擊錘頭因與殼面發生摩擦，并且每次會浸泡電解質中2-3秒，發生的自然消耗。而且如果打擊錘頭粘電解質，殼頭包嚴重而不能回位就會長時間浸泡在電解質中熔化，造成鐵含量的升高。

3.化鋼爪也會引起鐵含量的升高，一是由于電解質水平保持過高泡涮鋼爪，二是由于殘極過薄底部透爪或化爪，三是陽極脫極掉塊或殘極過薄時發生化爪。

4.其它原因。當爐底破損或側部滲漏時也會導致鐵含量升高。

三、電解鋁液鐵含量降低的措施與途徑

（一）完善微量元素標準，嚴控原料鐵含量。嚴格采購氧化鋁、陽極的質量標準，同時結合多年生產實踐，制訂了煅后焦、陽極微量元素標準。要求氧化鋁鐵含量要求控制到0.02%以下，煅后焦鐵含量控制在400ppm以下，陽極鐵含量控制在500ppm以下。

（二）投入破碎料除鐵系統，降低破碎料鐵含量。一是要求電解每班清撿明鐵，將鐵器具等雜物撿選出來并稱量；二是在電解質塊破碎料系統增設永磁除鐵設備，利用重力分離鐵金屬與電解質塊；三是專人監督負責除鐵設備的運行，確保正常運行，保證除鐵效果。

（三）精細化帶鐵工具進槽的作業，當鐵工具溫度過高時要冷卻或更換再用。使用鐵勺取樣時，要每2-3臺就更換一次樣勺，在用鐵勺撈碳渣時要使用完好工具，避免鐵勺熔化或掉入，出鋁時前要先檢查保證包管結實完好，進行邊部操作時要檢查打擊頭質量，防止打擊頭掉入槽內。

（四）對打擊錘頭熔化的現象，實施打殼下料方式改變、延長打殼動作時間，使錘頭的動作次數減少，減少錘頭的溶化，同時延長了錘頭表面溫度降低時間，杜絕了錘頭包的產生，減少了人為清理錘頭包造成的錘頭掉落。

（五）對化鋼爪引起的鐵升高，主要措施有：一是嚴肅工藝紀律，合理保持電解質水平，將電解質水平保持在18-21cm 間，避免過高的電解質水平，減少浸化爪可能；二是使用陽極保護環，保護磷鐵環與鋼爪不受浸涮；三是針對陽極脫落或殘極過薄的情況，強化炭素陽極生產管理，合理摻配煅后焦，嚴格殘極除鐵和配比，將殘極配比控制在10-15%間，提高陽極質量。

（六）對爐底破損或側部滲漏的情況，要強化大小修槽的監制管理，使用合格陰極材料，并在運行過程中嚴格執行工藝紀律，加強巡視檢查，及時發現異常及時處理，避免發生漏爐事故。

四、實施效果

通過以上措施與途徑的實施， 10月份鋁液鐵含量平均值降至0.130%。從鐵平衡分析表看，原料鐵含量得到控制，尤其是碎料鐵含量下降了0.08個百分點，其帶入的鐵下降0.02個百分點，電解生產工藝帶入的鐵下降0.01個百分點。

五、結語

電解鋁液作為原鋁錠最主要的原料，其質量高低直接影響原鋁錠質量的高低，對提升企業質量效益，增加產品競爭力具有積極作用。電解鋁液鐵含量的下降，需從源頭把關，嚴格控制帶入，以提供優質的原材物料做前提，但還要以嚴格的工藝過程控制為保障，嚴格工藝標準，規范工藝操作，對提高電解鋁液質量至關重要。

參考文獻：

[1]炭素工藝技術標準.

[2]電解工藝技術標準.