淺談電解鋁預焙陽極質量對電解鋁生產的影響

楊學光 李楊 鄧清泉 李鵬 文順冬

摘 要：預焙陽極質量的優劣直接會影響到電解鋁的生產情況和電解效果，如果預焙陽極質量不達標，還會產生陽極裂紋、松散、斷層、高灰份以及陽極脫落等問題。只有全面做好電解鋁預焙陽極質量的監控工作，才能有效預防意外情況的發生。本文主要分析預焙陽極質量對鋁電解生產產生的影響，并對其相應的應對措施進行了探討，以期提高電解鋁預焙陽極質量，進而促進我國電解鋁生產行業的可持續發展。

關鍵詞：電解鋁預焙陽極質量;電解鋁生產;影響

在生產鋁電解的過程中，預焙陽極占據著鋁電解槽的核心位置。同時，預焙陽極質量控制工作始終貫穿于整個生產及使用的過程中。因此，預焙陽極質量的好壞不僅會影響到正常的電解生產活動，而且也會對電解各項重要經濟技術指標以及鋁液質量等產生負面影響。由于我國當前的經濟狀況及各種資源比較緊張，科學合理地優化預焙陽極的生產工藝，提高預焙陽極的質量，具有重要的經濟和現實意義。

一、電解鋁預焙陽極質量對電解鋁生產的主要影響

在生產電解鋁的過程中，相關工作人員需要定期更新陽極炭塊。一旦預焙陽極的質量出現問題較多，電解質中便會出現掉渣、掉塊、裂紋以及陽極氧化等缺陷，進而給電解鋁的生產帶來不利的影響，主要影響包括以下幾個方面。

1.影響原鋁的質量

在陽極質量存在不達標的情況下，原鋁消耗的速度就會變快。因此，在換極周期內，原鋁便可能會出現脫極、化爪，甚至直接增加鋁液中鐵含量的問題，最終影響到鋁資源的使用需求。

2.影響電解槽的溫度

如果預焙陽極的電阻率缺少了相應的穩定性，一旦出現持續增加陽極電流的情況，便會改變陽極電壓的正常值，進而升高電解槽的電壓。電壓升高后自然會產生熱量，產生的熱量會導致電解質中的其他參數發生變化，比如，陽極出現掉塊、裂紋或者是脫落的現象。一旦發生上述問題，便需要不斷地對電解槽進行清理，進而使槽底的沉淀物不斷增加。這樣一來，便會形成惡性循環，沉淀物的不斷積累又會使爐底出現返熱的現象，進一步升高電解質的溫度。同時，陽極炭渣過多，不僅會不斷增厚陽極周圍的炭渣層，而且會使炭渣集中殘留在角部的底掌部位。在這樣的情況下，陽極周圍電流便會容易出現短路現象，同時，也很有可能導致陽極底部炭渣在接觸鋁水后發生短路的問題。短路則會產生更多的熱量，這些熱量又會增加電解質溫度。此外，研究結果表明，電解槽的溫度每下降10度，其電流便會提升2 %的工作效率。因此，在實際生產過程中，電解槽溫度和電流的工作效率有著直接的聯系，同時，也會明顯地對電流效率產生影響[1]。

3.影響電解質導電的效率

如果科學地降低陽極自身的電阻率，可以有效節省電能。同時，陽極一旦出現掉渣嚴重的現象，則會使鋁炭的消耗量和炭渣比例增加。研究結果表明，對電解質而言，在含有0.4%炭渣的情況下，會使電解質下降1%的導電性能。因此，在電阻不斷升高，一級炭渣不斷增多的情況下，將會進一步降低電流的整體效率，進而增加頓鋁電耗，最終為整個電解鋁的生產活動帶來經濟損失，嚴重影響生產企業的經濟效益[2]。

4.影響陽極電流的分布

陽極質量不達標會嚴重影響到電解鋁的生產質量。比如，可能會出現掉塊、長包以及掉落等問題。這些質量問題不僅會使陽極的電路電阻發生改變，進而嚴重地影響電解的過程，最終導致陽極電流的分布出現不平衡的問題。同時，陽極的電流產生了問題，便會對電壓產生影響，也會在一定程度上致使電流效率降低，增加電量的耗損程度。

二、保證電解鋁預焙陽極質量的有效措施

1.原料質量的有效控制

在市場經濟體制的要求下，有效控制和節約成本是提高各行各業社會競爭力的重要手段。由于部分單位為了節約成本，在采購環節存在低價采購不合格原料的情況，最終由于原料問題影響了生產陽極的質量。因此，為保證電解鋁預焙陽極質量，從采購材料起做好原料質量的控制工作十分必要。采購時，采購人員應采購質量達標的瀝青焦、石油焦和煤瀝焦等原材料，同時，應注意瀝青、石油焦、高低硫等各種原料使用量的比例控制，都是有效控制預焙陽極質量的手段。因此，原料質量是確保電解鋁預焙陽極質量合格的重要前提。

2.生產過程中的有效控制

在預焙陽極的實際生產過程中，工作人員應從以下幾個方面進行質量的監控工作：①適當提高預焙陽極生產原料的煅燒溫度，可以使碳質原料的組織結構在煅燒中發生更為深刻的變化，進而有效提高預焙陽極生產原料的物理和化學性能。②采用主要生產原料體積密度最優以及較低電阻率的科學配方進行生產。③為確保電解鋁的產品質量，做好成型工序的質量控制也十分關鍵。比如，預熱骨料以及高溫混捏糊料等措施均有助于糊料塑性的形成，同時也可以提升生產產品的成品率。④焙燒預焙陽極是確保電解鋁產品質量的又一重要因素，其中，焙燒溫度以及焙燒爐箱體上下不同部位產生的溫差也會影響預焙陽極的均質程度。同時，在比較大型的預焙陽極鋁電解槽進行生產時，選擇使用低分子比的生產模式，進而穩定電解槽的熱平衡度，也是控制預焙陽極出現脫落以及碳渣的有效途徑。⑤在實際生產過程中，工作人員適當地對電解質進行清理，并添加適量的氟化鎂以及冰晶石，可有效分離電解質中的碳渣。

3.采用科學的方法密封電解槽

隨著人民對環保問題以及健康指標的逐漸重視，對科學密封電解槽也提出了更高的要求。科學地對電解槽進行密封，可以避免電解液發生滲漏問題，進而保證電解正常運行。這樣一來，不僅能夠降低預焙陽極周圍空氣的濃度，而且也在很大程度上減少氧化反應。與此同時，由于在生產電解槽的整個過程中會產生大量的有害氣體和粉塵等物質，比如瀝青煙氣、硫化物等。如果不能采用科學的方法密封電解槽，上述的各種有害物質將會污染人民的生活環境，進而對人體的健康產生危害。

4.提升槽控機的控制精準度

提升槽控機的控制精準度，可以對氧化鋁濃度以及槽電壓進行有效控制，具體可以通過全面采用先進的計算機技術對槽控機相關系統進行一定的更新及改進實現。在更新后的系統支持下，一旦發現生產原料中的參數值產生變化，系統便可以自動實現檢測，不僅能夠保證生產電解鋁的效率，而且通過檢測結果提示，也能有效地實現了電解槽內物料與能量的長時間平衡。進而在一定程度上降低預焙陽極質量的消耗率，最終有效提高電解鋁的生產效率。

三、結束語

綜上所述，做好預焙陽極的質量監控工作十分重要。為有效保證預焙陽極的質量達標，首先就應該做好原料質量的監控，然后是做好對生產過程以及使用過程的控制。為保證預焙陽極的質量，使其充分發揮在鋁電解槽中的“心臟”作用，相關工作人員應該及時對預焙陽極在鋁電解生產、使用階段出現的各種問題進行合理的分析處理，進而提高預焙陽極的理化性能指數、電流效率并有效降低電耗等，最終促進電解鋁生產行業的和諧發展。

參考文獻：

[1]吳任重.電解鋁預焙陽極質量對電解鋁生產的影響及分析[J].電子制作，2013（19）.

[2]田官官，石良生.淺析預焙陽極質量對鋁電解生產的影響及應對措施[J].世界有色金屬，2014（11）.

（作者單位：云南鋁業股份有限公司）