電解鋁生產降低氟化鹽消耗的研究分析

秦建春，呂 健

（重慶旗能電鋁有限公司，重慶 401420）

1 氟化鋁單耗

經統計，兩年來公司電解氟化鋁單耗完成情況如下表1。從表1可看出，兩年度公司氟化鋁單耗完成分別為23.95kg/t-Al和21.18kg/t-Al，2017年氟化鋁單耗完成較2016年有所下降，但都超過了公司的生產目標20kg/t-Al。從單月看，氟化鋁單耗很不穩定。

表1 兩年氟化鋁單耗完成情況（單位：kg/t-Al）

2 影響氟化鋁單耗的分析

2.1 與電解槽工藝指標參數的關系

（1）氟化鋁單耗與電解溫度的關系。據統計2016年年初至2017年10月電解槽槽溫變化趨勢與氟化鋁單耗情況如下。

圖1 2016年至2017年電解槽槽溫變化

從上圖可看出，電解溫度發生變化過程中，氟化鋁單耗與電解溫度變化成正比關系，但氟化鋁單耗波動較小。2016年1月份～6月份電解槽溫度由950℃左右下降到940℃左右，主要是2015年底公司與外單位置換電解質（恒康鋁業電解質Li含量高達7%左右），電解質成分Li含量增加，電解質初晶溫度降低。

（2）氟化鋁單耗與工作電壓關系。經統計2016年1月至2017年10月電解槽工作電壓變化情況和氟化鋁單耗情況如下。

圖2 2016年至2017年電解槽工作電壓變化

從上圖可以看出，氟化鋁單耗與工作電壓成反比關系。當單槽工作電壓降低時，根據電解槽能量平衡關系，應適當提高分子比，保持電解槽能量平衡。

（3）氟化鋁單耗與分子比（CR）的關系。據統計2016年1月至2017年10月電解槽分子比變化情況與氟化鋁單耗情況如下。

圖3 2016年至2017年電解槽分子比變化情況

從上圖可看出，氟化鋁單耗與CR呈反比關系（CR=NaF：AlF3），當電解質CR降低過程中，氟化鋁單耗隨之增加。

（4）氟化鋁消耗與效應系數關系。據統計2016年1月至2017年10月電解槽曲線效應變化趨勢與氟化鋁單耗情況如下。

圖4 2016年至2017年電解槽曲線效應變化趨勢對比

從上圖可看出，氟化鋁消耗隨著電解槽曲線效應增加而增加的關系。主要是由于發生陽極效應或者閃爍效應將會使電解槽效應期間過熱度增大，將會增加電解槽氟化鋁揮發性等，增加氟化鋁消耗。

2.2 氟化鋁單耗與凈化系統運行情況的關系

（1）氟化鋁單耗與凈化排空煙氣載氟量的關系。據統計，2016年1月至2017年10月凈化系統排空煙氣中的載氟量情況與氟化鋁單耗情況如下。

圖5 2016年至2017年載氟量情況分析

從上圖反映出，氟化鋁單耗與凈化系統排空煙氣載氟量成正比關系。在確保凈化煙氣排空標準范圍的情況下，煙氣排空含氟量增加，煙氣氟化物回收率也隨之降低，造成氟化鋁單耗。

（2）氟化鋁單耗與凈化動力電的關系。據統計，2016年1月至2017年10月凈化車間動力電耗完成情況與氟化鋁單耗情況如下。

圖6 2016年至2017年凈化車間動力電耗情況

從上圖可看出，氟化鋁單耗隨凈化動力電耗增加而增加情。凈化動力電耗主要是其排煙風機用電，增加凈化排煙風機用電，將會增加凈化系統負壓。

3 結論

綜上分析，影響電解鋁生產過程中氟化鋁單耗主要因素有：①電解槽工藝技術參數控制不穩定。例如電解溫度偏高，分子比長期控制偏低、單槽工作電壓增加、效應系數增加等，都會增加氟化鋁單耗。②凈化系統對煙氣氟化物回收率將會使電解整體氟化鋁單耗受到較大影響。