CN102373484A - 低温低碳节能—电解铝及原铝电解精炼高纯铝新技术 - Google Patents
低温低碳节能—电解铝及原铝电解精炼高纯铝新技术 Download PDFInfo
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Abstract
该新技术不需对传统电解铝主要设备电解槽、直流电源等进行变更，只需对电解槽增加保温控温系统，并更换碳阳极为石墨阳极。对原电解质进行更换，采用新型电解质进行熔盐电解。主要生产原料Al2O3不需变动，对Al2O3的技术质量要求也无新的变化。本新技术可实现电解铝工作温度700℃左右，每吨电解铝碳消耗低于50公斤，新技术比传统冰晶石电解铝每吨可节省电2500～3500度，新技术电流效率可达90～96％。另外新技术电解铝每吨所产生的有害气体HF、F2、CO不足传统冰晶石熔盐电解铝的百分之一，温室气体CO2的排放量也小于传统电解铝排放量的百分之十。新技术主要用于工业电解铝，生产原铝，另外还可用于工业原铝电解精炼高纯铝，在精炼铝时在电解阴极正下方，放置一个铝液收集槽或坩埚即可。
Description
一、技术领域
该新技术属有色金属冶炼领域，细分可属轻金属冶炼及精炼部分。
二、技术背景
目前国内外铝的电解冶炼，一直采用传统的冰晶石为电解质高温熔盐电解法生产金属铝，其电解工作温度在940～960℃范围内，其电能效率低，最多不超过49％，目前电解铝属高能耗行业。另外传统冰晶石熔盐电解铝在生产过程中会产生一定量的有害气体氟及氟化氢，同时还产生大量的一氧化碳及二氧化碳气体。
三、发明内容
1、通过对大量熔盐电解质成分的探索改进，研发出新的熔盐电解质，新电解质成分为：氯化钠、氯化钙、氟化锂、氟化钠、氟化钾复合熔盐电解质。其化学组成为：NaCl％(36～46)-CaCl2％(46～59)-LiF％(0～10)-NaF％(0～16)KF％(0～9)。用此复合熔盐电解铝，电解工作温度可降至700℃左右，实现了铝低温工业化电解生产。
2、采用上述新电解质进行电解铝生产，每生产一吨电解铝，炭消耗量小于50公斤，甚至更低。
3、采用上述新电解质在生产电解铝过程中，每吨电解铝产品所产生的有害气体不足传统冰晶石熔盐电解铝所产生有害气体HF、F2、CO量的白分之一，温室气体二氧化碳(CO2)的排放量也小于传统电解铝排放量的百分之十。
4、采用上述新电解质比传统电解铝工业生产，每吨可节电2500～3500度，传统电解铝的电能效率小于49％，而新技术电能效率可达70％左右。采用新技术电流效率可达90～96％。
5、上述新电解质可用于原铝熔盐电解精炼提纯高纯铝，同样可做到低温、节能、低碳消耗、低CO、CO2等有害气体排放。
6、新技术在电解铝生产中无需对原传统电源及电解槽设备进行大改造，只需将传统常用的碳阳极换成石墨阳极，同时给电解槽增加保温及自动控温系统即可。生产的主要原料Al2O3也不需改变。
7、采用新电解质比目前传统三层液电解精炼铝工艺简单，不需向原铝中加35％左右的铜，最关键的是采用上新电解质电解精炼高纯铝节电，每生产一吨高纯铝可节电3500～4500度。目前传统三层液电解精炼铝每吨电耗16000度左右，而采用新技术新电解电解一吨高纯铝只需耗电11500～12500度。
四、具体实施方式
采用新技术并实现低温、低能耗、低碳消耗、低碳排放、低有害气体C0、HF、F2产生，无需对传统电解铝电源设备及电解槽等主要设备进行改造，只需将传统工艺的碳素阳极更换为石墨阳极，同时，给电解槽增加保温及自动控温系统，并将电解槽中的冰晶石电解质更换为上述新电解质组成成分即可。
采用新电解质进行原铝电解精炼高纯铝，无需对传统电解槽进行大的改造，只需在石墨阴极下放置一个高纯铝液收集槽或坩埚(槽和坩埚的材质可以选石墨或钢玉)，并使阴极插入铝液收集槽或坩埚的三分之一深度。另外，最关键点是收集槽或坩埚上部高度要比原铝液面高6～20cm为宜，新电解质夜面比高纯铝液收集槽(或坩埚)的上部高出10～20cm为宜。这样即可顺利完成原铝电解精炼高纯铝。
Claims (9)
1.对原电解槽增加保温及自动控温系统设施。且将原冰晶石电解铝的碳素阳极变为使用石墨材料做阳极。
2.新技术电解槽电解铝工作温度700℃左右。
3.每吨电解铝碳消耗低于50公斤。
4.新技术比传统冰晶石电解铝每吨可节电2500～3500度。
5.新技术电流效率可达90～96％。
6.新技术电解质组成为：氯化钠、氯化钙、氟化锂、氟化钠、氟化钾、复合熔盐电解质，其它学组份为：Nacl％(36～46)-Cacl2％(46～59)-LiF％(0～10)-NaF％(0～16)-KF％(0～9)。
7.新技术电解铝每吨所产生的有害气体HF、F2、CO不足传统冰晶石熔盐电解铝的百分之一，温室气体CO2的排放量，也小于传统电解铝排量的百分之十。
8.采用新电解质Nacl％(36～46)-Cacl2％(46～59)-LiF％(0～10)-NaF％(0～16)-KF％(0～9)电解精炼高纯铝。
9.电解精炼铝时在阴极下放置铝液收集槽或坩埚。
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