浅谈电解原铝质量管理

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1、浅谈电解原铝质量管理张广平（中铝包头铝业内蒙古包头014046）【摘要】本文通过对电解原铝质量的分析，介绍了工业化熔盐电解法生产中影响原铝质量的因素，同时分别从原材料、电解工艺技术条件和过程管理及工序控制等多方面提出切实可行的提高原铝质量的措施。【关键词】原铝质量；电解槽1前言铝具有质轻、良好的导电性和导热性、可加工性以及构成高强度、耐腐蚀性的合金等优良的性能，铝是有色金属中应用最广泛的金属。世界上除少量的铝以纯铝的形态应用以外，85%以上的铝是以合金的形态应用于交通、航空、汽车、建筑、包装材料、电力等行业。

2、铝合金的生产对原铝质量提出了很高的要求，原铝质量的好坏直接影响到下游铝合金产品的质量，对于电解铝企业，提高原铝质量显得尤为重要。2铝的质量标准铝的质量通常按铝中金属杂质的含量来评定，铝中的金属杂质有二十多种，其中最主要的是Si、Fe、Cu等。标准如下：表1金属铝成分的标准（GB/T1196-2002）牌号化学成分（质量分数）%Al不小于杂质，不大于FeSiCuGaMg其他每种总和Al99.9099.900.070.050.0050.020.010.0100.10Al99.8599.850.120.080.00

3、50.030.020.0150.15Al99.70A99.700.200.100.010.030.020.030.30Al99.7099.700.200.120.010.030.030.030.30Al99.6099.600.250.160.010.030.030.030.40Al99.5099.500.300.220.020.030.050.030.50Al99.0099.000.500.420.020.050.050.051.0063电解铝生产流程生产铝的方法有多种，就现代铝工业来讲，主要采取冰晶石-氧化

4、铝熔盐电解法，其生产工艺流程如下图：电解槽氧化铝阳极炭块氟化盐直流电铝液配料、净化、澄清和铸锭铝锭阳极气体气体净化载氟氧化铝废气图1现代铝工业生产流程简图从原铝的生产工艺流程可以看出，影响原铝质量的因素从大的方面来讲，主要是原料氧化铝和阳极炭块以及电解生产工艺。4原铝质量分析4.1原铝中主要杂质通过对大量的电解原铝质量对比，我们发现，电解槽中原铝杂质含量的变化主要是金属铁和硅，减少原铝中铁和硅的含量成为提高原铝质量的主题。4.2电解槽中铁、硅收支分析按理论计算，1kgSiO2得出0.46kgSi，1kgFe2

5、O3得出0.70kg6Fe，在支出方面，Fe和Si主要随铝液带走。但据文献报道，有相当数量的Si和Fe被电解槽排出的气体带走，带走的Si量约占原料进入的Si量的13%，而Fe量约占62%，见下表：表2硅量和铁量收支计算（以1吨铝为基础）收入原料质量原料中杂质含量%进入的杂质质量/kgSiO2Fe2O3SiFe氧化铝19200.050.040.440.54炭阳极3700.120.100.210.26冰晶石150.300.100.030.01氟化铝350.100.100.010.02氟化镁52.010.040.0

6、4支出电解产物质量/kg带走的杂质质量/kgSiFe原铝10000.960.90废气0.100.60合计1.061.55工业化电解原铝质量的影响因素及解决途径5.1原料的影响及原料合理品级的选择原料氧化铝和阳极炭块的杂质成分对原铝质量的影响是最直接、最主要的。当然，选用品级高、杂质含量少的原料是最好的，但一方面选用高品级的氧化铝和阳极炭块会增加生产成本，另一方面质量合格、品级较低的氧化铝和阳极炭块还要广泛应用于工业电解铝生产，在电解铝生产稳定的情况下，要综合考虑选用原料品级。根据笔者多年的观察分析，生产99.

7、70%-99.90%的原铝（成分等同重熔用铝锭Al99.70-Al99.90），选用氧化铝品级AO-3～AO-1、阳极炭块中铁含量不大于800ppm的TY-3～TY-1各品级6是比较经济合理的。氧化铝各品级成分见下表：表3氧化铝的化学成分（1998）牌号化学成分%Al2O3（不小于）杂质质量（不大于）SiO2Fe2O3Na2O灼减AO-198.60.020.020.051.0AO-298.40.040.030.061.0AO-398.30.060.040.651.0AO-498.20.080.050.701.

8、05.2电解生产管理方面对原铝质量的影响因素及解决方法5.2.1电解工艺技术条件电解工艺技术条件管理是电解生产的核心部分，它的好坏直接影响到电解槽的生产平稳，因此，在这方面，要重点把握工艺技术条件合理，工艺参数稳定，做到生产平稳，不发生病槽。我们知道，原料中的杂质有一部分沉积在槽膛内壁的结壳里，它仿佛是这部分杂质的收容场所。一旦电解槽生产失常，进入热行程，这部分杂质便会熔化，而沉积在结壳里的杂质便会