近年来,随着大型铝电解槽生产技术的进步和管理水平的快速推进,电解槽生产工艺技术参数的匹配更加合理,电解槽运行的稳定性不断提高,电解槽各项生产技术指标不断提升。
但是铝电解生产过程中原材料质量对电解槽运行的稳定性及生产指标的影响越来越引起企业生产管理人员的关注,特别是阳极质量。阳极碳块作为铝电解的心脏部分,其质量的好坏,直接影响着电解的进行和产品的质量。
如果碳块的质量达不到要求,将在铝电解质溶液中产生过多的碳渣,对铝电解过程产生一系列不利的影响,极易造成电解质电压升高,导致热槽的产生,这不但引起电解消耗的增加,而且当热槽产生时将恶化铝电解的生产的诸多技术经济指标,同时对电解槽的寿命也有影响,因此减少铝电解生产中的碳渣产生成为铝电解槽生产管理中的重要一环。
阳极质量不稳定。预焙碳块是由石油焦、沥青焦、沥青通过破碎、煅烧、配料、混捏等工序烧制而成,如果采用的原材料及工艺不合乎要求就会产出不合格的碳块。如:耐压强度低、空隙度大、杂质大等,从而导致阳极的氧化和碳粒在阳极表面的脱落进入电解质中形成碳渣,有时会形成掉块和裂缝,在电解质的冲蚀和洗刷下,形成碳渣。由于碳块质量而引起的碳渣是生产中碳渣形成的主要原因。
预焙阳极质量不合格是电解生产过程中碳渣产生的主要原因,然而预焙阳极质量的好坏又与生产阳极所使用的原材料,如石油焦、或市场上直接采购的锻后焦,煤沥青、残极等炭素生产用原材料中微量元素对阳极质量的影响。
炭素生产的主要原材料石油焦,其中的V、Ni等杂质元素对空气反应性影响非常明显,而Na对CO2反应性和空气反应性有着较强的催化作用。其次,电解生产过程中更换出的残极,表面粘附的电解质若清理不干净,阳极生产配料时带入到阳极中,特别高分子比的电解质,带入大量的Na。另外工艺波动和原料配方等也会生产出不合格的炭块。
预焙阳极从焙烧炉内出炉后阳极表面粘结的填充料清理不干净,进入电解槽后,随着电解反应的进行,逐渐脱落进入电解质中成为碳渣。作业操作质量较差引起的掉渣。换极作业质量十分重要,尤其在没有按照技术规范操作时,阳极也易掉渣。新阳极在安装初期不能实现全电流工作,阳极安装过低时浸润在电解质中受其冲刷易形成掉渣;另外,新极安装过低时,在电流导全时由于极距较均值要小,造成电流过大,导致强热应力,破坏阳极强度形成爆块和掉渣。其他作业质量,如氧化铝保温料覆盖不当,造成阳极外露产生阳极氧化掉渣,尤以出铝口、烟道端、下料口的阳极角部较为明显。
电解槽槽况不佳引起的掉渣。当电解槽况出现异常时,阳极的工作状况也随之恶化,如槽温升高,阳极的抗氧化性减弱,同时槽温高,侧部炉帮化空易富集碳渣,电解槽排渣功能减弱,易造成电解质含碳。1.4.2电解生产过程中,精细化管理不到位,作业质量粗糙,换极后保温料封盖不密实,甚至到处冒火,或暴露在空气中,高温阳极与空气接触后,氧化掉渣。
下料打壳锤头由于长期高温炙烤变形,靠近锤头处的阳极由于锤头粘附电解质,锤头增大,打壳下料过程中将阳极表面的保温料打掉,露出阳极表面,与空气接触氧化掉渣。新建电解槽装炉时使用的焦粒,在电解槽焙烧启动结束后,打捞不干净遗留的碳渣。
阴极炭素内部的冲蚀剥落。在铝电解过程中,阴极炭素内部的冲蚀剥落和破碎是铝电解溶液产生碳渣的又一来源。铝电解槽启动后,由于钠的渗透,电解质溶液和铝的侵蚀和冲刷,阴极炭素内衬不久就会产生剥落,钠渗入阴极炭块是引起剥落的主要原因。钠的渗入使炭块内部产生应力,导致炭块体积膨胀,并变得疏松、多孔,以致剥落形成碳渣。
二次反应生成游离的固态碳。铝电解过程中的二次反应,不仅降低电流效率,而且还带来另一方面的不利的影响,即溶解在电解质溶液中的铝将阳极气体中的CO2和CO还原C,在电解质溶液中形成细微的游离态碳渣。
免责声明:矿库网文章内容来源于网络,为了传递信息,我们转载部分内容,尊重原作者的版权。所有转载文章仅用于学习和交流之目的,并非商业用途。如有侵权,请及时联系我们删除。感谢您的理解与支持。