鋁電解槽中雜質鐵含量變化原因淺析

李銘劍

摘 要：通過數據分析電解槽出鋁后鋁水中鐵含量的變化，認為電解槽內鐵增加，原鋁質量中鐵含量就會上升。影響電解槽中鐵含量的主要原因是生產過程中其它環節帶入的，生產過程中嚴格控制電解質水平和加強清理覆蓋料中的鐵，可有效控制電解槽中的鐵含量。

關鍵詞：電解鋁;鐵含量;覆蓋料

引言

鋁電解槽中雜質鐵的含量對電解鋁企業，生產高品質產品、樹立良好的形象企業有著極為重要的作用，因雜質鐵的含量高低直接影響低鐵鋁和合金產品的質量[1]。因此，分析鋁電解槽中雜質鐵含量變化顯得極為重要[2]。本文將通過數據分析，淺析鋁電解槽中雜質鐵含量的變化原因。

1 分析電解槽出鋁后鋁水中鐵含量的變化

為了便于統計分析，此文以GB/T1196重熔用鋁錠標準中的Al99.85牌號指標中對鐵含量的要求進行分析。牌號Al99.85的標準要求是Fe含量不大于0.12%，雜質總和不大于0.15%。

目前我公司原鋁中S i 含量穩定在0. 03 ～ 0. 04 % ， Ga 含量穩定在0.01～0.02%之間，要想原鋁鐵含量不超過Al99.85的標準要求，在控制其它雜質的條件下，鐵含量需保持不大于0.11%。統計以往的Al99.85原鋁的鐵含量發現其變化范圍在0.09～0.11%之間，且絕大部分在0.10～0.11%之間。

統計原鋁盤存歷史數據得出平均單臺槽存鋁量為34.745t。根據原鋁月產量得出平均每天每臺槽產出鋁水為2.93t。

分別統計鐵含量在0.09～0.13%的條件下，分析出鋁后鐵含量的變化表格如下：

此情況在原料和生產過程不帶入鐵的理想狀態下的分析，從上表也可以看出，每當電解槽內增加3kg左右的鐵，原鋁質量中鐵含量就會上升0.01%。

2 分析主要生產原料中的鐵含量的帶入情況

電解鋁生產主要原料為氧化鋁、氟化鋁和陽極炭塊。通過分析某月的分析報告，得出氧化鋁和氟化鋁平均鐵含量為0.01%（標準要求不大于0.02%），陽極炭塊中的鐵含量的平均值為0.065%。根據當月月報數據，得知氧化鋁單耗為1919kg/tAl，氟化鋁為16.39kg/tAl，陽極陽極單耗474.49kg/tAl。

從以上數據可計算出原料鐵含量的帶入量如下：氧化鋁帶入鐵量0.562Kg/天，氟化鋁帶入鐵量0.005Kg/天，陽極炭塊帶入鐵量0.904Kg/天。

3 對比電解槽出鋁帶出的鐵和主要原料帶入的鐵平衡情況

（1） 不同鐵含量槽每天的鐵含量的帶入與帶出的比較如下：

從上表可以看出，將每天原料帶入的鐵含量和出鋁帶出的鐵含量比較，理論上電解槽的鐵量應該會逐步下降，最終鐵含量將在0.05-0.06%之間保持動態平衡。

（2） 從以上分析可以看出，雖然原料帶入一部分鐵，但是與出鋁帶出的鐵比較，其中還有差量，這些差量鐵的來源，就應該從其它方面查找分析。比如陽極涮爪涮炭碗、陽極涮底和打殼鐵錘掉入槽內等現象和覆蓋料中的鐵帶入情況。

（3） 分析導桿修理中因為鋼爪涮爪造成的修理量，其中某月更換了580個爪頭，每個新鋼爪的重量為35kg，平均按涮掉鋼爪的1/3計算，僅當月份有6766.67kg的鐵進入電解槽中，根據換極數計算出平均每天至少有218.28kg的鐵進行電解槽。

（4） 覆蓋料中的鐵含量分析。覆蓋料因其的不均勻性，經分析50多批的結果，其鐵含量在0.3-0.5%之間，取平均鐵含量值約為0.4%。電解槽每個區每天有3/10的槽需換極，每次換極需補充覆蓋料約600公斤，可計算出每次換極從覆蓋料中帶入的鐵含量約為2.4Kg。

鐵含量的帶入和帶出分析動態平衡如下：

按此條件計算，目前的電解原鋁質量在不考慮涮爪的情況下，其電解槽中的鐵含量在0.13-0.14%之間，因覆蓋料的不均勻性，所以每次換極后電解槽的鐵含量就會發生變化。

4 結束語

通過數據分析電解槽出鋁后鋁水中鐵含量的變化，認為電解槽內鐵增加，原鋁質量中鐵含量就會上升。電解鋁生產用原料中的鐵含量并不是影響電解槽中鐵含量的主要原因，主要是生產過程中的其它環節中的鐵帶入，如涮爪和覆蓋料中的鐵，只有在生產過程中控制好電解質水平和加強清理覆蓋料中的鐵，就可有效的控制電解槽中的鐵含量。

參考文獻：

[1] 殷恩生.160KA中心下料預焙鋁電解槽生產工藝及管理.中南工業大學出版社，2000，4.

[2] 邱竹賢.預焙槽煉鋁（第三版）.北京.冶金工業出版社，2005，1.

1617501705279