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《电解铝降低阳极碳耗的途径与措施》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、WWZZ20082008年第8期轻金属·25·电解铝降低阳极碳耗的途径与措施朱丹青(沈阳铝镁设计研究院,辽宁沈阳110001)摘要:阐述了冰晶石—氧化铝电解法生产铝的炭阳极消耗机理,推导出炭阳极与CO2作用以及炭阳极与空气反应阳极消耗数量的计算公式和在电解铝生产过程中如何确定过量消耗碳量。电解过程中炭阳极消耗与电解槽设计、电解工艺操作、阳极质量等有关,并提出了新型阳极炭块形状及结构型式,以及降低阳极碳消耗途径与措施。关键词:电解铝;炭阳极;阳极反应;阳极消耗;空气渗透性中图分类号:TF801文献标识码:A文章编号:100221752(2008)0822524Themeasurestoredu
2、cetheconsumptionofanodecarboninaluminumelectrolysisZHUDan-qing(ShenyangAluminumandMagnesiumEngineeringandResearchInstitute,Shenyang110001,China)Abstract:Thisarticleelaboratescarbonanodeconsumptionmechanism,bythecryolite-aluminaelectrolyticprocess,infersthecarbonanodeconsump2tionformalasaboutreactio
3、nbetweencarbonanodeandtheCO2aswellasreactionbetweenthecarbonanodeandtheair.Intheelectrolysisprocessthecarbonanodeconsumptionrelateswiththepotdesign,theelectrolysisoperation,andtheanodequalityandsoon.Itdiscoursesuponthemeasurewhichreducestheanodecarbonconsumptionanddeterminestheexcessiveconsumptiono
4、fcarbonanodeintheelectrolyticaluminumproductionprocess,andproposesthenewanodecarbonblockshapeandthestructurepattern.Keywords:aluminumelectrolysis,carbonanode,anodereaction,anodeconsumption,airpermeability炭阳极是铝电解生产的主要原料之一。它作为铝,化学方程式如下:导体将直流电导入电解槽,并作为电解槽阳极材料2Al2O3(熔融)+3C(固)=4Al(液)+3CO2(气)⑴参与阳极反应,每生产一
5、吨铝要消耗400kg～500kg2Al2O3(熔融)+4C(固)=4Al(液)+2CO2(气)+的炭阳极。炭阳极各项质量指标直接影响到电解槽2CO(气)⑵的正常生产和原铝的产量、质量、碳耗、和电耗等各2Al2O3(熔融)+6C(固)=4Al(液)+6CO(气)⑶项经济指标。电解槽阳极结构、几何形状、尺寸以及反应式(1)为假定电流效率为100%时,生产电解生产中的阳极管理、阳极电流密度、电解生产技1mol的铝能生成3/4mol的CO2,这相当于生产1术操作条件、电流效率等诸多因素皆与阳极消耗有吨铝在阳极气体中100%为CO2气,其排放量为关。炭阳极的过量消耗,不仅会增加铝的生产成本,1122吨
6、,同时消耗333kg的炭阳极。严重的会影响电解槽正常工作参数,甚至造成病槽。反应式(2),相当于电流效率为75%时,理论碳优质的阳极可使电解过程稳定,取得较好的技术经耗为444kg。济指标。降低炭阳极的消耗,可延长阳极的使用天反应式(3),相当于电流效率为50%时,理论碳数,有助于提高电解槽集气效率,减少温室气体耗为666kg。(CO2)的产生量,对提高劳动生产率以及改善环境电解过程中阳极碳耗与电流效率、阳极气体中起到了积极作用。本文主要论述炭阳极消耗机理,CO2重量百分比之间的关系,根据反应(1)(2)(3)式降低阳极碳消耗途径与措施以及在电解铝生产过程中如何测定过量消耗碳量(CO2+C→
7、2CO)的反应绘制的曲线见图1。率U(%)和炭阳极被空气氧化消耗(C+O2→CO2;按反应式(1)计算出阳极理论消耗量为333kg/C+O2→2CO)的反应率V(%)。t-Al。考虑到熔融电解质中金属铝雾与CO2反应〔2Al(熔融)+3CO2(气)=Al2O3(熔融)+3CO(气)〕1炭阳极消耗机理而造成的铝损失,电流效率下降,则电化学反应消耗1.1炭阳极电化学消耗阳极碳量为333/ηkg/t-Al(η为电流
