低溫鋁電解生產工藝解析

李積山

（中國鋁業青海分公司，青海 西寧 810101）

前言

“低溫鋁電解生產工藝”是當下乃至未來我國工業生產制造重要保障之一，其重要影響不言而喻。然而現階段有關我國低溫鋁電解生產工藝解析研究相對較少，基于該問題現狀，要求行之有效的方法對其進行分析研究，如低溫鋁電解生產工藝-非傳統性、低溫鋁電解遠景展望及研究方向等，本次研究對低溫鋁電解生產工藝進行分析，有十分重要的理論意義。

一、低溫鋁電解概述

低溫電解鋁是一種在一定溫度范圍內的電解技術，其溫度范圍主要為9000C-10000C之間。電解溫度是指在基于鋁電解形成后，在其形成過程中產生的電解質溫度。所以，如何有效對其電解質溫度進行降低已成為當下重要研究方向，通過分析發現，降低電解質溫度主要方法包括對電解質初晶溫度進行降低、對電解溫度及初晶溫度進行差值縮小。例如：鋁的熔點一般為7000C,基于該情況可以得出，其電解質溫度一旦達到8000C后可以完成對“鋁”的電解。同時，經過反復實驗與分析，發現低溫電解具有諸多優勢，具體如下：第一、對電解流程中的電流效率起到一定的提升效果，通過對相關數據分析得出，提升電流效率對工業生產價值作用頗大。其中，在其電解槽中只要電解降低十度后，就會促進電流效率提升一個百分點。第二、在進行電解鋁材料選擇方面應該格外注意，材料的正確選擇對降低電解鋁溫度起到重要的影響作用。目前，我國對低溫電解鋁的主材料選擇主要以“氧化鋁”為主。主要是因為“氧化鋁”自身價格及成本投入相對較為低廉，且吸水性能較好。同時，“氧化鋁”體積及重量較輕，方便于存儲及運輸。

二、低溫鋁電解生產具體工藝分析

（一）低溫鋁電解生產工藝-非傳統性

基于當下工業生產制造及市場需求，主要以非傳統低溫鋁電解生產工藝為分析案例，第一、氯化鋁融鹽電解，本章節對氯化鋁融鹽電解生產工藝進行具體分析，氯化鋁融鹽電解主要以氯化鋁替換氧化鋁為主，將填料進行重新配置，通過觀察分析后發現，其電解溫度較低，一般只保持在6000C 上下。另外，氯化鋁融鹽電解作為一種研究議題，一度被國內、外諸多學者專家進行實驗研究，通過常年實驗分析，對其電解方法采用進行總結，具體如下：1、通過技術應用對鋁土礦中的氯化鋁進行有效提?。?、是采用氯化鋁電解方式對其原鋁進行提取。通過實驗分析后發現，氯化物電解相對于傳統鋁電解，主要優勢為電解溫度較低、產生的電能消耗不高。但其弊端性也較為突顯，主要是氯化鋁自身具有超強的腐蝕性，如在較長時間內對其進行使用，必然會對“電解槽”形成一定沖擊損害。第二、硫化鋁融鹽電解。實驗分析后，發現硫化鋁融鹽電解法具有一定的特殊性，硫化鋁融鹽電解主要是將硫化鋁與硫化鈉進行有效混合，并溶解在堿金屬氟化物及堿金屬硫化物當中，然后采用融鹽電解方式對其“鋁”進行提取。觀察分析后發現該電解方法在電解過程中也具有與氯化鋁融鹽電解相同特點，即電解溫度偏低，自身消耗較少等特征。可其缺點是“硫化鋁”不能直接獲取，必須通過“合成法”才能進行有效獲取。另外，通過該方法會使硫化鋁電解過程中出現大量有毒氣體。所以，在實際應用中無法更為科學、合理的施展發揮，存在相對的局限性。針對“硫化鋁融鹽低溫電解”方法的相關研究也較少。

（二）低溫鋁電解遠景展望及研究方向

從長遠戰略發展角度而言，低溫鋁電解生產工藝具有一定發展前景，從鋁電解工業企業發展角度出發，對鋁電解中的電解溫度進行有效降低，實現了企業的利益最大化及生產技術突破，圖1為2015-2018年我國鋁電解產量：

圖1 2015-2018年我國鋁電解產量

從圖1中可以看出，我國鋁電解產量逐漸遞增，表明技術應用與實際需求都明顯提升。同時，在日后有關低溫鋁電解研究實驗中，應該側重從具體研究方向出發，具體如下：第一、對添加劑進行合理應用，并對電解質內部組成結構進行及時改善、優化，主要包括對電解質溫度進行降低、對電解效率進行提升等方面。第二，加強對相關科學技術的投入應用，將技術創新的作用發揮充分體現出來。另外，應該結合實際情況，選擇型號新、性能強的電解槽投入到實際電解應用當中。其目的是對電解槽中電解質的有效循環進行強化。第三，從效果優化的角度出發，使低溫電解質與惰性電極進行相互關聯。使其電能消耗最大程度上得以節約，并大限度提升了電解鋁的實際生產效率。最后，從生產成本方面也起到一定降低作用[6]。第四，應該加強對相關技術人員的培養力度，以工業生產為主，對專業性應用型人才進行側重培養，對其進行培訓活動及課程，并與工業技術院校進行長期校企合作，通過校企合作模式可以起到后備人才存儲的實際作用。

結論：綜上所述，通過對低溫鋁電解生產工藝進行分析研究，主要包括：低溫鋁電解概述、低溫鋁電解生產具體工藝分析，其包括低溫鋁電解生產工藝-非傳統性、低溫鋁電解遠景展望及研究方向等，從多方面、多角度對低溫鋁電解生產工藝及發展遠景進行闡述，為下一步工作開展奠定堅實基礎。