什么是电解铝
电解铝就是通过电解得到的铝。现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂,氧化铝作为溶质,以碳素体作为阳极,铝液作为阴极,通入强大的直流电后,在950℃-970℃下,在电解槽内的两极上进行电化学反应,既电解。
什么是氧化铝
氧化铝又称三氧化二铝,呈白色粉末状。 原铝是在电解过程中沂出的液体状的铝液,未经过沉淀等处理。原铝通过进入铸造铝锭模型体内冷却处理可成为铝锭。所以,氧化铝是沂出铝液的原料,电解铝是工艺,原铝是电解过程中的铝液,铝锭是一种铝产品,最终在市面上流转的可售产品。
在我们日常工业上的原料叫铝锭,按国家标准(GB/T 1196-2008)应叫“重熔用铝锭”,不过大家叫惯了“铝锭”。它是用氧化铝-冰晶石通过电解法生产出来的。铝锭进入工业应用之后有两大类:铸造铝合金和变形铝合金。铸造铝及铝合金是以铸造方法生产铝的铸件;变形铝及铝合金是以压力加工方法生产铝的加工产品:板、带、箔、管、棒、型、线和锻件。按照国家标准“重熔用铝锭按化学成分分为8个牌号,分别是Al99.90、Al99.85、Al99.70、Al99.60、Al99.50、Al99.00、Al99.7E、Al99.6E”(注:Al之后的数字是铝含量)。有人叫的“A00”铝,实际上是含铝为99.7%纯度的铝,在伦敦市场上叫“标准铝”。大家都知道我国在五十年代技术标准都来自前苏联,“A00”是苏联国家标准中的俄文牌号,“A”是俄文字母,而不是英文“A”字,也不是汉语拼音字母的“A”和国际接轨的话,称“标准铝”更为确切。标准铝就是含99.7%铝的铝锭,在伦敦市场上注册的就是它。
氧化铝(Al₂O₃)是一种高硬度的化合物,熔点为2054℃,沸点为2980℃,是在高温下可电离的离子晶体,常用于制造耐火材料。工业Al2O3是由铝矾土(Al2O3▪3H2O)和硬水铝石制备的,对于纯度要求高的Al2O3,一般用化学方法制备。
电解铝节能降耗生产的新工艺新技术
当今国外先进电解铝厂采取高电解质温度,较高电解质初晶温度,低过热度,高电解槽稳定性,低电压,低效应,高电流效率的铝电解槽工艺操作技术路线,而国内各电解铝厂仍延用传统的低温、低电解质分子比来提高电流效率的方法组织生产。
实验研究表明,低温、低分子比的工艺,确实有降低铝在电解质溶液中的溶解度和溶解速度,减少铝损耗,提高电流效率的作用。但是,低温、低分子比使得电解质成分和热稳定性大大降低,容易产生沉淀,造成水平电流大,槽压不稳定,效应多等缺点,同时也容易降低电解槽温度,这些缺点使低温、低分子比操作无法达到理想的提高电流效率的目的。在不断工艺创新的基础上,借鉴国外先进的电解理念,过热度作为一种新概念为国内各个铝厂所接受。
所谓过热度即电解质温度与电解质初晶温度之差,目前国外大型预焙阳极电解槽的过热度一般在8~10℃,而国内电解槽电解质的过热度在6~20℃之间,与国外相比差别较大。而这种差异来源于国内电解工艺,我国各电解厂的电解工艺走分子比控制槽温的路线,而且采用低分子比来控制槽温,电解质分子比低,初晶温度低,这样就需要适当提高一点过热度来保证电解槽稳定运行,而如何控制合适的过热度成为电解生产首需解决的问题。有文献报道,电解温度每降低10℃,可以使电流效率在原有基础上提高2~3个百分点。