CN101580949B - 一种提高铝电解槽稳定性的方法 - Google Patents
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Abstract
一种提高铝电解槽稳定性的方法，涉及一种铝电解方法的改进。其特征在于在电解槽的阴极炭块上放置密度大于铝液的、耐电解质腐蚀的材料制成的块状体。本发明的方法简单，实施方便，能有效防止氧化铝未充分溶解引起的沉淀，降低铝液流速和波动，提高了铝电解槽的稳定性，减少了铝电解的能耗。
Description
技术领域
一种提高铝电解槽稳定性的方法，涉及一种铝电解方法的改进。
背景技术
电解槽的沉淀是指沉积在阴极及内衬上的含有不溶氧化物和电解质的堆积物。在电解过程中，由于要不断地向电解质溶体中添加氧化铝，而加入的氧化铝有的不能及时完全溶解，有部分粘着冰晶石沉积到槽底上，形成沉淀。槽底上的沉淀物也会在流体的带动下对阴极产生磨损，沉淀的电导率约是传统电解质的一半，这就会使它周边的阴极有很大的电流密度，容易受到腐蚀。此外，如果沉淀过多地聚积在槽底，会影响电解槽电流分布，破坏电解槽能量平衡，降低电解槽技术经济指标。
目前电解铝厂采用下列方法避免产生沉淀：减少每次氧化铝的加入量可以改善其溶解状态；采用较高电解温度、较高过热度的电解工艺加快氧化铝溶解速度，采用溶解性能较好的砂状氧化铝，将槽内氧化铝浓度控制在低窄范围加快氧化铝溶解速度，换极时采用机械式或人工的方法捞取槽内沉淀物。这些方法在采用低温、低分子比、低过热度的电解生产过程中无法从根本上防止下料引起的沉淀的作用。
阴极铝液由于受电解槽电磁力作用，电解槽运行时，铝液在槽膛内作水平流动和垂直波动。此种铝液的运动的大小主要由于电解槽磁场和流经电解槽的电流相互作用引起的。磁场主要由设计的母线结构决定，槽内沉淀过多会影响到槽内电流分布，进而影响到铝液流速，造成电解槽电压摆动，破坏电解槽稳定运行，使电解槽技术经济指标恶化。当电解槽建好后，磁场就基本定了。铝液流速较大是影响电解槽稳定运行的主要因素。
发明内容
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有效防止产生沉淀，降低铝液水平流速和垂直波动高度，降低极距，降低铝电解能耗，提高铝电解槽稳定性的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种提高铝电解槽稳定性的方法，其特征在于在电解槽的阴极炭块上放置密度大于铝液的、耐电解质腐蚀的材料制成的块状体。
本发明的一种提高铝电解槽稳定性的方法，其特征在于所述块状体为芯部为大比重金属块，外层为炭素的块状体。
本发明的一种提高铝电解槽稳定性的方法，其特征在于所述块状体用刚玉砖制成的块状体。
本发明的一种提高铝电解槽稳定性的方法，其特征在于所述的块状体的形状为圆柱体或长方体，圆柱体的直径为10～40cm，高度为5～25cm，长方体的长宽高：10～80*10～40*5～25cm。
本发明的一种提高铝电解槽稳定性的方法，在电解槽下料器的下方的阴极炭块上放置炭素的块状体，使电解槽在电解质中未溶解的氧化铝和电解质混合物质全部存于炭素的块状体上，这些混合物质会堆积并浸在电解质中逐步溶解，从而避免槽底形成致密的沉淀。由于铝液水平流速受炭素的块状体的阻挡而降低，垂直波动也减少了，提高了铝电解槽的稳定性。电解槽可以在更低的极距下运行，降低了铝电解的能耗。
本发明的方法简单，实施方便，能有效防止氧化铝未充分溶解引起的沉淀，降低铝液流速和波动，提高了铝电解槽的稳定性，减少了铝电解的能耗。
具体实施方式
一种提高铝电解槽稳定性的方法，其特征在于在电解槽的阴极炭块上放置密度大于铝液的、耐电解质腐蚀的材料制成的块状体。其块状体为芯部可以为大比重金属块，外层为炭素的块状体；或用刚玉砖制成的块状体。
本发明的一种提高铝电解槽稳定性的方法，其特征在于所述的块状体的形状为圆柱体或长方体，圆柱体的直径为10～40cm，高度为5～25cm，长方体的长宽高：10～80*10～40*5～25cm。
由于块状体的密度大于铝液的密度，其高度和形状根据工厂实际来定。将块状体安置于下料器的正下方和/或铝液流速较大处的阴极炭块上。因块状体的密度大，因此不需要紧固，块状体就能固定在阴极炭块表面。在下料器的下方放置块状体后，下料时，部分氧化铝能即时溶解在电解质中，未溶解的氧化铝和电解质混合物质全部存于块状体上。堆积的混合物质浸在电解质中会逐步溶解，避免槽底形成致密的沉淀。在铝液流速较大处放置块状体后，由于有块状体的阻挡，铝液水平流速降低，并减少了垂直波动。由于槽底无氧化铝沉淀，铝液垂直波动减少，提高了铝电解槽的稳定性，电解槽可以在更低的极距下运行，降低了铝电解的能耗。
实施例1
用石墨制成长直径为18cm，高17cm的块状体，再将石墨中间掏空，里面填充铁，石墨上空口用高分子比电解质密封，防止铁与铝液直接接触。将块状体放置于300KA铝电解槽下料器的正下方的阴极炭块上和铝液流速较大处的阳极A4中间正投影下靠近炉帮处。下料时，电解质中未溶解的氧化铝和电解质混合物质全部存于块状体上，在两次下料间隔的时间内，电解质中未溶解的氧化铝和电解质混合物质已完全溶解。有效地防止了沉淀的产生。在阳极A4处，由于有了块状体的阻碍，铝液水平流速降低了，垂直波动也减少了。从而提高了铝电解槽的稳定性。
实施例2
用刚玉砖制成长20cm，宽20cm，高17cm的块状体，将块状体放置于300KA铝电解槽下料器的正下方的阴极炭块上，铝液流速较大处的阳极A4中间正投影下靠近炉帮处。下料时，电解质中未溶解的氧化铝和电解质混合物质全部存于块状体上，在两次下料间隔的时间内，电解质中未溶解的氧化铝和电解质混合物质已完全溶解。有效地防止了沉淀的产生，降低了铝液水平流速，并减少了垂直波动，提高了铝电解槽的稳定性。
Claims (4)
1.一种提高铝电解槽稳定性的方法，其特征在于在电解槽下料器的下方的阴极炭块上放置密度大于铝液的、耐电解质腐蚀的材料制成的块状体。
2.根据权利要求1所述的一种提高铝电解槽稳定性的方法，其特征在于所述块状体为芯部为大比重金属块，外层为炭素的块状体。
3.根据权利要求1所述的一种提高铝电解槽稳定性的方法，其特征在于所述块状体用刚玉砖制成的块状体。
4.根据权利要求1所述的一种提高铝电解槽稳定性的方法，其特征在于所述的块状体的形状为圆柱体或长方体，圆柱体的直径为10～40cm，高度为5～25cm，长方体的长宽高：10～80×10～40×5～25cm。
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