談鋁電解生產的高效、節能和環保

孟小東

摘要：對于鋁電解來說，他的電流效率和電耗之間存在著較大的相互關聯，因此，為了能夠更好地保證鋁電解生產的高效以及節能環保，就必須對我國鋁電解生產過程當中強化電流的方法進行深入剖析，而且就目前來看，我國的鋁電解生產工藝已經步入了世界先進行列，但是仍然存在著諸多的控制問題，與世界先進水平的國家存在一些差距，為了能夠更好地發揮我國電解槽內部電流增大，提高產率的潛力，就必須對我國電解技術進行深入剖析，促進我國原鋁生產產業的進一步發展。

關鍵詞：鋁的電解;生產高效;節能環保;技術;特性

一、前言

對于鋁電解生產來說，高效節能環保意識是電解槽發展過程當中的主要追求目標，為了能夠更好地在單位時間內獲得更高的產量，就必須提高鋁電解槽的工作效率，但是在進行電解槽效率提高的過程當中，還應該綜合考慮諸多的因素。對于鋁電解生產來說，它的高效節能指的就是低電耗，而這也正是電解過程當中的重要經濟指標。低電耗就必須根據實際的生產情況以及市場行情進行成本優化，選擇更加適合的生產原料，只有這樣才能夠促進現代鋁電解工業的高效節能環保。

二、國內外電解技術的比較分析。

（一）世界三大鋁電解技術的比較分析。

目前來看，國際上最有代表性的三類電解技術為美鋁技術，海德魯技術以及中國技術。這三類技術當中，對他們總體來說，美國鋁業的電流效率以及槽工作電壓和陽極電流密度都處于世界領先水平，但是也正是由于他們的這些效率過高，使得它的整體電耗量最大。海德魯技術當中的電流效率雖然與美國鋁業當中存在一定的差距，但是也處于世界領先水平，而且其相較于美國鋁業來說相對較低，整體來看中國的技術在電流效率與陽極電流密度上與以上兩種技術存在著顯著差距，但是他的電耗也是世界上最低的。

（二）我國鋁電解技術的發展重點分析。

通過我們對世界鋁電解技術的比較分析，不難看出，我國在近幾年來要想對鋁電解技術進行深入的改造，就必須從電流效率以及陽極電流密度處著手，由于近幾年來普遍存在著電價高，鋁價低的現象。我國的電流效率與陽極電流密度相對來說較低，縱觀幾年來我國的大型鋁電解槽發展方向進行分析，不難發現，我國的陽極電流密度已經發生了提高，雖然說在進一步提高上仍然存在難度，但是這也是一種極大的進步。總體來說，限制陽極電流密度改進的因素主要是由于其材料的溶解性能較差，再一個就是相關的熱平衡及控制技術與世界先進技術水平仍然存在著較大的差距，因此，要想更好地促進鋁電解生產的高效節能與環保，就必須從這兩處著手，這樣才能夠更好地減少我國與世界先進水平之間的差距。

三、大電流，高電流密度電解槽的特性分析。

（一）大電流，高電流密度的電解槽還存在著另一個較為顯著的特性，就是隨著電流的逐漸增加，它的電解槽內部的電解質體積會逐漸減小。所以說面臨這種情況，為了更好地保證氧化鋁的溶解度，以及在電解質溶液當中的相關濃度，就需要采取更加嚴格的控制技術，這個時候采用智能控制技術，可以更好地根據電解槽內部的相關原料的總量來進行下料，這樣也能夠更好地保證下料過程當中的準確性及連續性。

（二）大電流高電流密度的電解槽內部往往會發生隨著電流增加，電化學腐蝕導致陰極破損的現象。當然，我們還可以通過增加陰極炭塊的數量及高度或者是一級棒的形狀等等來增大陰極的接觸面積，減少水平電流對于陰極棒的接觸面積，這樣也能夠更好地延長電解槽的使用壽命。總而言之，我們往往會根據電流的增加改變電解槽內部陰極與陽極的尺寸和電解溶液的接觸面積，這樣才能夠更好地保證電解槽的使用壽命增加。

四、鋁電解生產節能環保控制措施

（一）控制陽極效應

陽極效應的出現可以對鋁電解造成一定的影響，能耗越大、那么效率就會比較低，進而使得爐膛遭受破壞，氟化鹽的持續揮發，會加大陽極消耗，與此同時，會出現非常多的全氟化碳溫室效應氣體以及其他的一些氣體等，增加大氣的溫室效應增加。因此，在實施鋁電解生產當中，一定要嚴格的控制陽極效應，使得零效應控制的技術革新得到實現。關于效應系數的降低，可以從這些方面進行著手：①使用計算機控制系統完成氧化鋁濃度的科學化以及精準化分析以及判斷，并且作出合理化的反應;②保障設備的智能化水平得到提升，比如：大力的開發智能打擊頭，一旦出現打擊頭堵卡的情況，需要及時的報警，實施人工干預，并完成問題的解決;③不斷的對電解質體系進行優化以及改善，使得氧化鋁的具體溶解能力得到提升。

（二）超細氧化鋁粉體對于磷酸鹽膠黏劑剪切強度的具體影響

填料具備的作用：提升凝聚力、提升耐熱性、防止斷裂以及降低收縮率等，在粘接、浸潤的過程當中可以對自身張力進行抵御，使得粘接強度得到增大，保障凝聚力的提升。因此在25ml的基料當中加入0.5gMgO 、4gAl2O3、3gZnO以及超細氧化鋁粉體（不同質量），對于超細氧化鋁粉體的具體加入對磷酸鹽膠黏劑剪切強度的具體影響進行詳細的考察。

加入2g超細氧化鋁粉體時，縱觀超細氧化鋁粉體，其和普通的氧化鋁相比較，具備更大比表面以及表面能，基料對其浸潤將會更加的充分，分布的連續性非常良好，骨料以及基料的反應更加完全，與此同時，可以使得膠粘劑當中的含水量得到減少，膠黏劑的剪切強會得到增加，大致為8.1555MPa。但加入大致3g時，與填料反應的基料就會出現過多的情況，基料對填料的包覆成膜的作用就會得到減小，剪切強度減小以及膠黏劑涂覆性差。因此，在25ml基料當中加入3gZnO、4gAl2O3、0.5gMgO以及2g超細氧化鋁粉體時，膠黏劑的剪切強度就會達到最高。

將全部固化之后的試件在蒸餾水當中進行浸泡，對其水性進行測試，9d之后，對其進行詳細的觀察，11d之后，膠黏劑表面會出現脫落的情況。不同的配方膠黏劑不存在較大的區別，但是和比較普通的磷酸鹽膠粘劑相互比較，由于納米材料當作骨料時膠粘劑孔隙率非常低，降低了對水份的吸附，使得膠粘劑的耐水性得到提升。

五、結束語

根據以上敘述內容，可知隨著近幾年來我國鋁電解工業的快速發展，為了能夠更好地促進鋁電解技術與國際先進水平的靠攏，就必須在當前能源價高的情況下，實現節能環保，這樣才能夠更好地使我國電解槽的電流效率，與世界先進水平靠攏。當然還需要提高電解槽內部熱平衡的設計水平，以及總體控制水平，這樣才能夠盡可能地提高鋁電解技術的整體質量，更好地促進我國原鋁產能的進一步增長。

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