400ka石墨化阴极电解槽技术条件的优化

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1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2016.01.005400kA石墨化阴极电解槽技术条件的优化李清1，崔金水2（1.河南省工业学校，郑州450000；2.万基控股集团有限公司，河南新安471832）摘要：对400kA石墨化阴极电解槽通过下述技术条件的优化后，电流效率达到90%以上，吨铝综合电耗控制在13600kWh以内：保持低铝水平、处理炉底结壳、控制原材料调整电解质成分、降低锂盐含量及过热度、保持适当的分子比等。关键词：400kA铝电解槽；石墨化阴极；优化中图分类号：TF821文献标志码：A文章编号：1007-7545（2016）01-0000-0

2、0TechnicalConditionOptimizationfor400kAAluminumElectrolyzerwithGraphitizationCathodeLIQing1,CUIJin-shui2(1.HenanProvincialIndustrialCollege,Zhengzhou450000,China;2.WanjiHoldingGroupCo.,Ltd,Xin’an471832,Henan,China)Abstract：Technicalconditionsof400kAaluminumelectrolyzerwithgraphitizationcath

3、odewereoptimized,includingmaintainingloweraluminumlevel,addressingincrustationonpotbottom,adjustingelectrolytecomponentbycontrollingcompositionofrawmaterials,reducinglithiumcontentandsuperheatdegree,maintainingsuitablemolecularratioandetc.Currentefficiencyis90%aboveandpowerconsumptionforone

4、tonnagealuminumisbelow13600kWhafteroptimization.Keywords：400kAaluminumelectrolyzer;graphitizationcathode;optimization某公司于2009年设计投产了400kA全石墨化阴极散热型电解槽，是电解槽结构改造后的首次应用，按照设计立项此电解槽导电好，炉底压降低，为槽电压的下降提供了调整空间。2009年底启动结束，由于运行初期供料系统不正常造成炉底沉淀较多，炉底压降最严重时达600mV；同时由于内地的氧化铝粉含锂量高，长期大量使用造成电解质中锂盐含量高达8%以上，给电解槽的

5、运行带来一定的影响，电解槽运行不稳定，经济指标差，吨铝综合电耗曾达到14600kWh，给企业正常运转带来很大的困难。通过近几年来与高等院校和设计院的合作，对400kA石墨化阴极电解槽的技术条件进行优化，取得了明显的成效。1电解槽现状我国现代大型预焙电解槽普遍采用预焙碳块作阳极，半石墨质碳块（石墨含量15％~30％，其余为电煅无烟煤）作阴极，由于半石墨化阴极的抗热震性低，抗钠侵蚀性差，而且导热性数低，电阻率偏高，使得槽电压大多维持在4.0~4.2V。由于铝电解生产成本绝大部分耗费在用电上，降低电耗可以降低生产成本、提高效率、增强企业的竞争力。决定铝电解生产的电耗指标主要是电解槽

6、的平均电压，而阴极压降是影响平均电压的主要因素。尽可能采取措施降低电解槽的阴极压降，从而降低槽电压，以达到降低电耗的目的。全石墨化阴极碳块具有电阻率低、导热性好的特点，可以提高碳素制品的导热、导电性，提高热稳定性、化学稳定性。采用全石墨化阴极，阴极压降低，阴极电流分布均匀，可以保证电解槽在较低的槽电压下运行，为企业节能降耗提供了解决空间[1-8]。2解决措施某公司的400kA全石墨化阴极电解槽，由于初期管理不到位，加上电解质锂盐含量高，电解槽运行很不稳定，全石墨化阴极电解槽的优势没有充分显现出来。针对存在的问题，我们采取优化措施进行调整，基本使电解槽趋于正常。收稿日期：201

7、5-07-03作者简介：李清（1965-），男，河南郑州人，副教授.2.1技术条件的优化2.1.1炉底压降与平均电压某公司400kA石墨化阴极的优越性未能体现出来的原因是炉底压降偏高，平均在450mV以上，投入使用的电解槽六区比其他区的平均高0.05V，也就是说正常设定电压4V，那么六区设定电压应4.05V才能保证与正常槽一样的极距和热收入，造成电耗指标完不成。从停运槽子清理炉底看，槽底沉淀约20cm左右。原因是锂盐含量升高从而降低了氧化铝溶解度，而通过提高分子比增加氧化铝溶解性受到限制，炉底沉淀增多，