如何保持電解鋁生產中的電解質水平

李云鵬

摘 要： 電解鋁在工業生產中占有非常重要的地位，在生產過程中電解質的水平能夠決定最終生產出的鋁產品的品質。為了提高生產質量，生產廠商一直在研究如何保證電解質水平的辦法，通過長時間的經驗積累和不斷探索，終于得出了一些能夠有效提升電解質水平的辦法，作用于生產過程中，能夠有效提高鋁生產效率，減少相應成本的投入，提高企業經濟效益。

關鍵詞： 鋁電解；電解質；電解質水平

冰晶石氧化鋁鹽電解法最初在19世紀末發明，在長達百年的發展過程中，受到了全世界各地鋁生產廠家的使用，作為一種成熟的電解鋁制作方法其產量穩定，成品質量有所保障，經過長時間的程序優化，已經形成了一整套完善的制作方式，廣泛應用于全世界各個地區的鋁電解工業。目前大部分鋁電解槽都采用熔鹽電解槽，冰晶石氧化鋁熔鹽在整個電解過程中起到非常關鍵的作用，通過對電解質中所含有的氧化鋁進行溶解，使其發生電化學反應，生產出鋁。

1.電解質的組成和性質

由于產地和自然環境不同的因素，不同產地的電解質在組成成分方面存在一定的差異。為了保證產量和最終成品的質量，在電解過程中，工作人員還會依據不同的生產要求和產品原材料質量，向其中添加一些額外的化合物，用于改善電解質屬性。化合物的增加使其組成成分變得更加復雜，可變因素更多。常見的電解質成分為冰晶石，氟化鋁，氧化鋁，氟化鈣。

電解質的性質通常意義上是指該物質的物理性質和化學性質，其與生產有關的性質包括密度，導電度，濃度，過熱度。不同的性質對于生產結果的影響是不同的，需要工作人員根據經驗和具體的要求對于材料的不同性質進行優化調整，以保證最終成品的質量。

2.電解質水平與生產的關系

2.1電解質水平影響電解質濃度

在生產過程中，電解質水平的高低會直接影響到電解質濃度，而濃度代表了單位空間內生產所需材料的數量，一旦生產所用材料數量過低就會影響到產品的形成，電解質水平與電解質濃度之間呈正相關關系。按照正常的NB間隔，電解質中的氧化鋁濃度會出現偏低的情況，而且偏低趨勢愈發明顯。當電解質水平過低時，會出現以下兩種情況，第一種情況是由于電解質過低，從定容下料器下來的材料在火眼處不容易在電解質表面擴散開，而是聚集在一堆，形成堵料情況，造成氧化鋁不容易進入到電解質中，產生缺料的情況，造成濃度降低。第二種情況是，材料能夠較好的進入熔體中，但是由于電解質自身的水平偏低，影響到了溶解水平，造成氧化鋁過剩，而出現沉淀懸浮的情況，影響到氧化鋁濃度。為了減少由于電解質水平對于生產過程的影響，現代生產過程中一般都采用計算機進行自動控制，能夠實現更加精確的用料管理。

2.1.2電解質水平與效應

陽極效應的發生與電解質中缺少氧化鋁有關，由于電解質的水平較低，電解槽就會容易出現堵料和下料點不吃料的情況，造成氧化鋁的溶解程度降低，影響到后續生產的氧化鋁濃度，當這種效應沉積到一定程度后，就會造成生產的氧化鋁濃度低于其效應的臨界濃度，會產生陽極效應。

2.2電解質水平與原鋁質量

電解質量對于最終的成品鋁的質量有直接影響，在生產過程中如果出現電解質過高的情況，就會導致原鋁質量呈現下降趨勢。當電解值過高時，陽極碳還容易泡入電解質中，這樣可能會導致陽極鋼爪融化，造成原鋁中出現鐵離子，影響到材料純度，并且會由于離子數增加，影響到電解過程。如果電解質過高可能會造成內爪被氧化，同樣會造成鋁中含有鐵離子，使原鋁質量無法有效控制。在一般的生產過程中，如果發現電解質超過23公分時，工作人員就要對其進行密切關注，一旦電解質高于23公分時，原鋁就一定會受到一定的影響，所以在生產過程中，工作人員必須調節優化生產過程，根據不同材料特點和不同生產步驟，對于電解質的數量進行嚴格控制。

2.3電解質水平與操作質量及勞動強度

在電解過程中需要工作人員進行細致操作在生產過程中必須調控好操作質量和勞動強度之間的平衡。只有保證具有適當的電解質水平，氧化鋁才能夠以最好的狀態進入電解質中，不會出現堵料積料的情況，工作人員進行換機操作時，結殼塊比較容易打撈，爐底的沉淀較少，可以減少工作人員進行打撈沉淀的工作，從而減少了由于打撈沉淀所造成的二次反應。如果在生產過程中出現電解質過低的情況，對氧化鋁的溶解程度就會出現不足，相應的生產材料就不能以較好的狀態進入電解質，隨之出現的問題就是造成堵料，沉淀形成的情況，工作人員需要花費大量的時間和精力去處理這些堵料沉淀，會嚴重影響到工作進度，并且容易產生二次反應，影響到整體的工作質量。

3.電解質水平降低的原因

在目前對于電解質水平降低的原因，探究中，主要出現的原因是由于技術條件失控，造成電解質水平出現迅速降低。

（1）鋁水平過高，增加了鋁液保持一定溫度所需吸收的能量。由于鋁材料自身的散熱性較好，鋁水平的增加造成體積增大會提高其散熱性能，導致電解質在邊部出現結晶。爐膛減少，此時液態的電解質數量減少，電解質水平出現降低。

（2）工作人員計算失誤，設定電壓偏低，導致電解槽中所需的能量不足，造成電解質出現萎縮情況。

（3）分子比低。電解質溫度低，在這種情況下，電解液的初晶溫度降低，容易出現電解質結晶，降低了電解質濃度，減少了電解質中的材料含量。

（4）陽極保溫料不足，導致上部散熱增加，電解質在電解質液表面出現結晶情況，吸附在結殼塊底部，降低電解質濃度，降低了電解質水平。

4.保持電解質水平措施

（1）確保結殼塊的返回利用

每一塊殘極都會吸附大量的電解質，在工作人員打撈這部分殘極過程中大量的電解質材料會伴隨殘極被一同打撈，造成電解質材料損失，根據統計工作人員每進行一次更換陽極操作，整個電解質都會損失約40-80kg。在打撈碳渣的過程中，也會造成一部分電解質損失。在進行處理作業時，一部分電解質會隨鋁業被一同抬包，并且吸出管的表面也會吸附一部分電解質。以上三點都會造成大量的電解質損失，所以在生產過程中必須要保證從電解槽中取出的礦量能夠全部返回到電解槽內，保證電解槽內的電解質數量平衡。

（2）有計劃的添加冰晶石或電解質塊

對于生產過程中一些無法避免的材料損失情況，工作人員要進行具體的統計，并且在生產過程中適時增加相應數量的電解質材料，保證整體的電解質濃度符合生產標準。

結束語：

在鋁電解生產過程中，電解質如何保持是一個難題，隨著近些年精確測量儀器的出現，可以使生產人員在生產過程中較為精確的了解到電解質材料的容量情況，作出相應調整，保證生產過程的順利進行。

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