景翠林

摘 要：對鋁電解煙氣中的氟化物的來源、氟化物的危害、氟化物的損失渠道進行了分析，并結合生產實際，重點對電解車間天窗排放氟化物的損失進行分析，并提出相應的對策。

關鍵詞：氟化物；排放；對策

中圖分類號：TB 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3198（2015）14-0220-02

1 氟化物的排放途徑

（1）電解車間天窗排放：無法被電解槽罩板系統(tǒng)所捕獲或者吸氣通風系統(tǒng)所吸收的氟化物，通過電解車間天窗排放到環(huán)境中。

（2）煙氣凈化系統(tǒng)煙囪排放：無法在煙氣凈化系統(tǒng)被清除的氟化物通過干法凈化裝置釋放到環(huán)境。

（3）殘極輸送：從電解車間輸送殘極到組裝車間的殘極貯藏室的過程中，釋放到環(huán)境里的氟化物。

（4）陰極內襯吸收：氟化物被陰極內襯吸收，電解槽大修期間通過槽渣釋放到環(huán)境。

2 電解車間煙氣中氟化物的分析與對策

2.1 陽極更換導致氟化物排放

2.1.1 換陽極和覆蓋料修整

換極前需要打開槽蓋板。當槽蓋板打開時，敞口槽通風系統(tǒng)即集氣系統(tǒng)引力壓強便失去平衡，引力減

小，電解槽的集氣系統(tǒng)效率減低以致氟化物排放量增加。換極過程中由于需要揭開槽蓋板，使陽極覆蓋料曝露在空氣中以致固態(tài)和氣態(tài)氟化物生成并逸出電解槽。

2.1.2 破裂的殼面和敞開的爐膛

在換極過程中，需要用多功能天車扎開陽極間縫，以便待換極被取出?？諝庥闪芽p進入和熱液體電解質接觸，在這過程中固態(tài)和氣態(tài)氟化物都生成并逸出電解槽。當殘極從槽內拔出后，爐膛便敞開在空氣中，熱電解質直接曝露在空氣中導致更多的氟化物的生成。

2.1.3 用抓斗清除爐底

在用多功能天車抓斗清理爐底過程當中，抓斗對熱液體電解質的攪拌會使空氣和電解質更好的接觸以致更多氟化物生成。抓斗撈出來的沉淀，炭塊等熱渣料一般和殘極一起放在陽極托盤上。與空氣接觸后，

固態(tài)和氣態(tài)氟化物均會生成并逃逸到空氣中。掉到地板上或者過道上的抓斗渣料也會增加在電解車間氟化物生成和排放。

2.1.4 熱殘極

放置在電解車間內的陽極盤上的熱殘極上的覆蓋料和熱電解質（兩者都含氟化鋁）也會造成氟化物的生成。氟化氫排放會隨著熱殘極的數量增加而增加；而氟化物的生成和排放會在殘極冷卻過程中繼續(xù)增加。因此，殘極的冷卻和處理對電解車間的氟化物排放有很重要的影響。

2.1.5 陽極覆蓋料層對氟化物排放的影響

通過結殼裂縫和開敞的槽上部（槽蓋板揭開著）排放氟化物。在新的陽極安裝定位完畢后，氟化物仍然繼續(xù)從被曝露的電解質和陽極覆蓋料中釋放出來，通過敞開的罩板縫中逃逸。

2.1.6 電解質破碎料

當陽極覆蓋料（電解質破碎料或是電解質與氧化鋁混合料）鋪散到陽極上部時，氟化物（尤其是固態(tài)氟化物）很容易生成并逸出電解槽。

2.1.7 防范對策

（1）在更換一組陽極時只打開三個罩板，盡量避免更多的殼面材料曝露在空氣中。（2）拔出殘極后，立刻用抓斗在規(guī)定范圍時間內清理爐底。（3）把用于存放抓斗撈出來的熱渣料或者殘極的托盤放置離更換陽極的電解槽旁邊。（4）盡量減低熱渣料的隨地掉落。（5）在所規(guī)定的時間內把殘極運送到組裝桿車間做清理。（6）用電解塊填滿新陽極四周的空隙后，并且盡快添加覆蓋料到陽極上以減少罩板揭開的時間。

2.2 出鋁導致氟化物排放

2.2.1 出鋁門和出鋁口敞開

出鋁門的敞開會減弱電解槽集氣系統(tǒng)的引力，氣態(tài)和固態(tài)氟化物從出鋁門逸出。當出鋁口長時間敞開時更多氟化物生成和逸出。

2.2.2 抬包出鋁廢氣

在出鋁過程中，從抬包噴射出來的廢氣中包含有來自于槽內的煙氣，煙氣中的氟化物便會排放到電解車間的空氣中。出鋁過程中的廢氣也是造成天窗氟排放的主要來源之一。

2.2.3 防范對策

（1）只在出鋁之前，才打開該槽的出鋁門。（2）在抬包的廢氣出口連接一個管道，將廢氣通進電解槽內與煙氣一起輸送到煙氣處理中心。（3）在出鋁口撒一些電解質破碎料或者氧化鋁，使其形成一層殼面堵住出鋁口。（4）出鋁操作完成后，立即關閉出鋁門。

2.3 液體電解質傳輸影響氟化物排放

2.3.1 提取電解液過程

出鋁門和出鋁口敞開著，氟化物通過出鋁門和出鋁口排放。抬包由于虹吸原理抽取液體電解質需要排放氣體，導致氟化物氣體排放。

2.3.2 灌入電解液過程

灌電解質前需打開出鋁門和出鋁口，氟化物通過出鋁門和出鋁口排放。當熱的液體電解質倒入流槽中，電解質與空氣接觸后，氟化物可能由此生成。熱液體電解質溢到地板后冷卻凝固過程中可能生成氟化物。在澆灌熱電解液之后，如果沒有立刻清除粘在作業(yè)工具，比如流槽，耙子等上面殘留的電解質，在空氣中有可能造成氟化物的生成。

2.3.3 電解槽啟動過程

在焙燒啟動電解槽的過程中電解液傳輸是一個重要的環(huán)節(jié)。液體電解質傳輸過程對電解車間氟排放有很大影響。在啟動過程中，如果揭開全部的槽罩板，氟化物排放量將會大大增加。

2.3.4 防范對策

（1）只在吸取電解質之前，才打開該槽的出鋁門。（2）在抬包的廢氣出口連接一個管道，將廢氣通進電解槽內與煙氣一起輸送到煙氣處理中心。（3）在出鋁口撒一些電解質破碎料或者氧化鋁，使其形成一層殼面堵住出鋁口。（4）電解質抽取操作完成后，立即關閉出鋁門。（5）只在電解液澆灌之前才把出鋁門打開。（6）澆灌電解液最理想的速度是使熱電解液接觸空氣的時間最短，同時最少的電解液濺撒。（7）在電解液澆灌完畢后，立即清掃噴濺在地上的電解質，集中后通過出鋁口放回槽內。（8）用鐵鏟清除殘留在流槽上凝固的熱電解質，并且通過出鋁口放回電解槽中。（9）電解質抽取操作完成后，立即關閉出鋁門。（10）在電解槽啟動時使所有的罩板保持閉合。

2.4 撈炭渣影響氟化物排放

在撈炭渣的過程中，敞開的出鋁門和出鋁口，產生的氟化物和煙氣一同從出鋁門和出鋁口釋放到空氣中。再者從槽中撈出來的炭渣中殘留有電解質，如果操作工將這些炭渣放在出鋁門前，與空氣接觸后會產生氟化物。

防范對策如下：

只在撈碳渣前，才打開該電解槽的出鋁門和出鋁口。把含有電解液的炭渣暫時放在出鋁門的里面，但不是在陽極上部。減少炭渣在電解車間中停留的時間。在操作完成之后立即關閉出鋁門。

2.5 生產參數控制影響氟化物排放

2.5.1 氧化鋁下料控制影響氟化物排放

如果氧化鋁下料沒有控制好，通常會導致問題出現，比如說沉淀的形成或者陽極效應。陽極效應在人工和自動熄滅過程對氟化物的排放都有很大的影響。

2.5.2 電解質水平控制影響氟化物排放

當電解質水平比較低的時候，槽內殼面以下電解質以上的空腔較大，使得在空腔內有更多的空氣流動，氟化物會隨著電解質和空氣之間的接觸的增多而增加。當電解質水平失去控制（高于最高控制限度或者低于最低控制限度），需要抽出或是灌入電解液進行傳輸操作，氟化物從電解液傳輸過程中的形成和逃逸。

2.5.3 電壓控制影響氟化物排放

過高的電壓會引起電解質溫度升高，容易生成更多的氟化物。

2.5.4 強化電流影響氟化物排放

強化電流的過程中，如果熱量平衡參數比如說鋁水平高度、覆蓋料的厚度等等未做適當的調整以釋放出多余的熱量，電解液溫度將會增加，會生成更多的氟化物。

2.5.5 防范對策

（1）在人工熄滅陽極效應過程中，插入木棍之后，立即關閉出鋁門。在自動熄滅陽極效應后，立刻用覆蓋料修補結殼裂縫。（2）監(jiān)督電阻和電阻變化斜率的改變，在電阻突然增加之前就應該給電解槽增加下料。（3）電解質水平保持在一定的控制范圍內。（4）當監(jiān)控屏幕顯示低溫情況，分析根源，如果是能量不平衡問題，調整電壓。（5）強化電流后應適當調整改變操作參數，從而釋放強化電流后增生的多余的熱量。

參考文獻

[1]邱竹賢.鋁電解[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1995.

[2]劉業(yè)翔.現代鋁電解[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2008.