富鋰氧化鋁對鋁電解生產(chǎn)的影響

孫亮紅

摘 要：富鋰氧化鋁是我國鋁電解行業(yè)常見的一種材料，針對當(dāng)前富鋰氧化鋁對鋁電解生產(chǎn)的影響還需要從多方面加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新與研究工作。文章通過對富鋰氧化鋁對鋁電解的影響探討未來的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：富鋰氧化鋁;氧化鋁;鋁電解;工業(yè)生產(chǎn)

引言

富鋰氧化鋁在鋁電解當(dāng)中得到了非常廣泛的應(yīng)用，電解質(zhì)當(dāng)中的鋰含量一直在增多，少量的鋰可以對電解質(zhì)的導(dǎo)電率起到增大的作用，對生產(chǎn)非常的有利;但是，如果鋰含量過多，那么就會造成一些不利的影響，可以表現(xiàn)在非常多的方面，比如降低電流效率方面以及電解槽能耗升高方面，如果電解槽的穩(wěn)定性比較差，那么會給生產(chǎn)管理以及現(xiàn)場操作帶來非常多的不便之處。

1具體的現(xiàn)狀分析

目前，我國的氧化鋁是通過一水硬鋁石型鋁土礦進(jìn)行生產(chǎn)的，由于受到生產(chǎn)工藝的影響，國產(chǎn)氧化鋁在生產(chǎn)的過程中存在較大的能耗，產(chǎn)品當(dāng)中存在比較多的雜質(zhì)，粒度比較細(xì)。近些年來，在電解鋁企業(yè)當(dāng)中存在一個比較大的問題，指的是氧化鋁原料當(dāng)中存在的鋰以及鉀等雜質(zhì)比較高，這樣會造成電解質(zhì)當(dāng)中鋰的含量比較高，非常多企業(yè)當(dāng)中氟化鋰的含量已經(jīng)超過3%，甚至可以高達(dá)7%以上。如果氟化鋰的含量比較高，那么將會使得電解溫度出現(xiàn)走低的現(xiàn)狀，進(jìn)而出現(xiàn)氧化鋁過飽和的情況，造成操作工藝方面出現(xiàn)困難，電解槽爐底的沉淀比較多、穩(wěn)定性非常差，電解槽不能進(jìn)行正常的生產(chǎn)，這樣對生產(chǎn)穩(wěn)定性以及能源的消耗來講比較不利。除此之外，一些電解鋁企業(yè)已經(jīng)不再使用富鋰氧化鋁原料，造成國產(chǎn)富鋰氧化鋁的銷路以及價格承受比較大的壓力。因此，對富鋰氧化鋁的具體生產(chǎn)現(xiàn)狀以及具體的影響進(jìn)行研究是非常重要的。

2對鋁電解生產(chǎn)的具體影響

2.1對電流效率造成影響

如果氟化鋰的含量比較高，那么槽底就會被相應(yīng)的氧化鋁沉淀進(jìn)一步覆蓋，結(jié)果會造成陽極消耗不均勻的情況，對電解槽的工藝制度造成影響，使得電流效率降低，能耗增加。如果氟化鋰超過7%，那么電解質(zhì)的凝固點就會變得非常低，對電解槽的熱平衡造成非常不利的影響。如果氟化鋰達(dá)到8%～10%，那么指標(biāo)就會出現(xiàn)極端的惡化。一般需要把氟化鋰的含量控制在3%～5%的電解質(zhì)，這樣就可以保障電流效率以及能耗的最佳狀態(tài)。

2.2具體的槽電壓

鋰鹽升高會使得槽溫出現(xiàn)下降的趨勢，初期會出現(xiàn)熱度的上升。這時候，一般要采取下調(diào)設(shè)定電壓的具體做法，那么電解槽的運(yùn)行波動以及電壓的具體波動會比較大、閃爍效應(yīng)出現(xiàn)增多?？v觀實際情況，平均電壓以及設(shè)定電壓之間存在較大的偏差，一般會在15～20mV，如果想要消除這些偏差，那么就需要上調(diào)設(shè)定的電壓。如果槽溫出現(xiàn)下降，進(jìn)料口非常容易堵塞，關(guān)于進(jìn)料口的處理如果采用人工的形式，那么工作量會比較大，平均電壓也會升高。如果后期電解質(zhì)的過熱度比較低，那么要及時的使得設(shè)定的電壓以及過熱度等提高，這樣能就可以使得電解質(zhì)的流動性得到加強(qiáng)。除此之外，在富鋰電解質(zhì)的狀態(tài)下，槽電壓的保持不恰當(dāng)，非常易造成電解質(zhì)收縮等狀況的出現(xiàn)。

2.3降低氧化鋁的溶解性能

研究表明，氟化鋰濃度的逐漸增加，氧化鋁的溶解度就會出現(xiàn)降低的情況?？v觀鋁的具體電解生產(chǎn)，發(fā)現(xiàn)氧化鋁的溶解速率是非常重要的。而氟化鋰對氧化鋁的具體溶出率影響非常大，這樣就使得電解槽底部的沉積氧化鋁的具體可行性增加，進(jìn)一步降低電解槽的生產(chǎn)穩(wěn)定性。按照之前的研究發(fā)現(xiàn)，每1%的氟化鋰可以降低大致5%的具體氧化鋁溶解率，此規(guī)律特征以及電解質(zhì)的組成與性質(zhì)類型之間具備緊密性。

2.4對產(chǎn)品質(zhì)量以及鑄造的影響

電解生產(chǎn)中的具體電解質(zhì)中會存在部分的鋰還原進(jìn)而進(jìn)入到金屬鋁內(nèi)，原鋁當(dāng)中會存在大致10～30ppm的金屬鋰。如果鋁錠當(dāng)中的鋰大于2ppm以上，那么鋁液流動就會變非常的粘滯，鑄造比較的困難，甚至?xí)霈F(xiàn)斷流的情況，對澆注口起到阻塞的作用。如果超過10ppm，板錠/拉絲或者其他的一些鑄造件表面比較的粗糙，那么鋁材就會變得非常的脆。

3節(jié)能技術(shù)的具體研究

長期的在電解液中利用富鋰氧化鋁會生成比較多的氟化鋰。當(dāng)前，在電解鋁的企業(yè)當(dāng)中，氟化鋰遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超過了3%，甚至可以高達(dá)7%，這樣對企業(yè)的生產(chǎn)造成嚴(yán)重的影響。第一，在其他條件不變的情況下，電解槽的電解溫度出現(xiàn)明顯的降低。第二，爐膛規(guī)整度出現(xiàn)惡化：爐底的沉淀物質(zhì)非常的多，爐壁比較薄。第三，電解生產(chǎn)的穩(wěn)定性較差，電壓持續(xù)增加。第四，電流的效率比較低，能耗加大。第五，衍射法的分子降低，和溝槽條件之間分離。針對這些情況的具體措施：第一，積極的發(fā)展具體的電解技術(shù)，使其更加的和富鋰電解液相適應(yīng);第二，把富鋰氧化鋁進(jìn)一步轉(zhuǎn)為相應(yīng)的低鋰氧化鋁;第三，使用冰晶石代替之前的富鋰電解液;第四，研究以及開發(fā)富鋰氧化鋁的具體提取技術(shù)。根據(jù)現(xiàn)階段的信息顯示，非常多的電解企業(yè)在生產(chǎn)當(dāng)中使用進(jìn)口氧化鋁或者相應(yīng)的低鋰氧化鋁，不再使用之前的富鋰氧化鋁，或者部分使用。當(dāng)然，富鋰氧化鋁節(jié)能技術(shù)在發(fā)展的過程中也取得了較快的進(jìn)步，并且部分企業(yè)已經(jīng)進(jìn)行了應(yīng)用試驗，相信會取得非常不錯的效果。

結(jié)語

綜上所述，富鋰氧化鋁產(chǎn)量還是比較高的，針對富鋰氧化鋁資源高效利用問題工業(yè)企業(yè)還需要從多方面進(jìn)行研究，結(jié)合實際情況提高高鋰電解質(zhì)提取技術(shù)水平，進(jìn)一步實現(xiàn)電解企業(yè)的高速發(fā)展。

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