降低电解铝铝液直流电耗的生产实践

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2、撑材料的地位没有改变,产业发展的基本面没有改变;同时指出,到2011年,重点骨干电解铝厂吨铝直流电耗下降到1.25万千瓦时以下,加强对吨铝直流电耗低于I.2万千瓦时的电解铝关键工艺等前沿共性技术的研发.今年5月,国务院密集出台全面清理高耗能企业的优惠电价措施,接着发改委发文,将对能源消耗超过国家和地方规定的单位产品能耗限额标准的,实行惩罚性电价.以上这些国家政策有力地说明了,电解铝企业必须坚持走节能路线才能生存和发展.目前,电解铝企业盈利能力的严重降低加上激烈的市场竞争,企业的生存受到严峻挑战,必须通过各种途径,

3、大力开展节能降耗,只有降低成本提高效益,企业才能实现可持续发展.作为高耗能的电解铝企业,电的成本占铝锭总成本的30%～40%,有效降低电耗是降低生产成本最有效,最直接的途径.直流电耗的组成W=2980×Vm/n式中:w一～铝液直流电耗(kW’h/t?A1)V一一电解槽平均电压(V)n一一电流效率(%)由上式可知,直流电耗与平均电压成正比,与电流效率成反比;而与电流大小,时间长短无关.因此,降低铝液直流电耗的途径一是降低平均电压,二是提高电流效率.但由于提高电流效率需要许多技术条件的支持与配合,而且提高的幅度不大,

4、所以,许多电解铝企业主要是通过降低平均电压来降低铝液直流电耗.槽平均电压主要是槽工作电压,阳极效应分摊电压,公用母线分摊电压构成,即V平均=V工作+V母线分摊+V效应舒摊.某公司主要从降低电压方面着手研究降低铝液的直流电耗.降低槽工作电压槽工作电压的组成:V1l=E}Vm+V电解鹰+V阴极+V母线’在槽-[作电压的构成中,除电解质压降可降低的幅度相对较大外,阳极压降,阴极压降具有一定的降低空间,而极化电压和母线分摊电压在目前正常运行槽的生产控制状态下降低的幅度很小.因此,下面从降低电解质压降,阳极压降及阴极压降来

5、说明.I.降低电解质压降.在槽工作电压的组成中,电解质电压降占相当大的部分(35%～40%),为了节省电能,许多电解铝企业都对这部分电压降进行过深入的研究.电解质电压降同极距,电流密度,电解质本身的电解率,阳极浸入电解液的深度等若干因素有关.缩短极距,减小电流密度,增大电解质导电性,增加阳极浸入电解液深度,都有助于减小电解质电压降.①提高电解质的导电率.在电解铝生产中,由于阳极质量的影响,使电解槽内存在一定的碳渣,导致电解质的电阻增大,其结果造成电解质电压降的升高,增加铝电解生产的电能消耗.据有关资料报道,当铝电

6、解质溶液中的碳渣含量达到1%(重量)时,电解质导电率约降低l1%,由此可见,碳渣对电解质导电率的不利影响是极为显着的,碳渣的颗粒越小,对降低电解质的导电率作用越大.因此,在生产过程中,一是尽量采用高质量的阳极,减少碳渣的产生,保持电解质清洁,二是改变电解质的组成或采用能增大电解质电导率的添加剂,如添加氟化镁减少电解质对炭粒的湿润性,也可以添加锂盐和氟化钠提高电解质的导电率,降低电解质压降,三是改变阳极结构和形状以利于气体排出,进而降低极距;四是通过换极时和效应后勤捞碳渣.同时采用合理的加工制度,精心加工,尽量减少

7、电解质中悬浮的At20,,减少槽底沉淀.②适当缩短极距.当电解槽的极距增大时,电解质电压降也随之增大,造成电耗增加.据工业电解槽测定,每1厘米极距所对应的电解质电压降为300mV～330mV,因此,在不影响电流效率,保持好电解槽技术条件的情况下,适68中国有色金属2010年第19期当地缩小极距,也能降低电解质电压降.2.降低阳极电压降.阳极压降主要与阳极本身的导电性,铁碳接触压降,导杆母线接触压降等关系比较密切.实际生产中,通过严格控制磷生铁的成分和浇铸工艺,采用炭碗间开槽的方法增加磷生铁与炭块的接触面积,可以降

8、低铁碳接触压降;换极和抬母线后保证阳极导杆与母线接触良好,也有利于阳极压降的降低.阳极炭块与钢爪之间的接触压降(Fe-C压降)主要与磷生铁成分,浇注工艺和与炭块的接触面积有关.在稳定磷生铁成分和浇注工艺的基础上,通过对炭碗之间开槽,使炭碗相互贯通,可以有效增加炭块与磷生铁的接触面积,从而降低阳极压降l0mV～20mV.另外,提高操作质量,使用导杆清洗剂清洗阳极导杆,对弯曲