[发明专利]一种降低铝电解生产过程氟化铝消耗的控制方法

说明书

一种降低铝电解生产过程氟化铝消耗的控制方法，所述控制方法是采用工艺技术控制、阳极效应控制、添加质量控制、净化系统管理的综合控制方法；所述工艺技术控制是根据电解槽的历史变比曲线判断电解槽的发展趋势，合理调整氟化铝下料间隔，保持适宜的工艺技术参数，降低氟化铝单耗，本发明通过工艺技术控制、阳极效应控制、添加质量控制、净化系统管理的综合控制，本发明可有效降低氟化铝单耗指标，将氟化铝单耗指标由原来的17kg降低至14kg以下，经济性较明显；降低了氟化物的挥发，有效控制了对环境的破坏，同时也实现节能减排。

技术领域

本发明属于铝电解技术领域，具体涉及降低氟化铝消耗的控制方法。

背景技术

在铝电解过程中，当电解槽出现低分子比或高过热度时，蒸汽压升高，氟化铝的挥发量随之增大，造成氟化铝消耗增加。

氟化铝的挥发可以分为两种：直接挥发与间接挥发。直接挥发是指氟化铝自身受热后的挥发。氟化铝无液相，受热直接升华为气体，升华速度随温度的升高逐渐增大。氟化铝的沸点温度约为1260℃，在此温度时，发生剧烈气化。直接挥发与槽温和添加方式有关。间接挥发是指在电解质体系中，由于电解质(其组分或生成物)的蒸发，而使氟化铝消耗增大。

铝电解过程中，影响氟化铝消耗的因素很多，主要有如下几方面：

(1)电解质温度：在Na₃ALF₆—AIF₃—AI₂0₃的三元电解质体系下，易生成一些不稳定物质，再由其挥发或分解，因此，电解质温度对电解质蒸发的影响较大。

(2)阳极效应：阳极效应发生过程中，由于炭阳极的电位超过了氟离子放电所需的电位，炭阳极上氟离子放电，生成氟化物CF₄和C₂F₆。气体成分中CF₄和C₂F₆占气体总量的18％，造成氟化铝的损失明显加大。

(3)添加质量：由于管理上的疏忽会造成氟化铝的损失，例如对氟化铝单耗指标不够重视，运输、入库、搬运过程的机械损失等，在添加过程中的泼洒及没有添加到电解质中造成氟化铝的浪费。

由于影响氟化铝消耗的因素多而复杂，造成氟化铝消耗的控制困难，对生产造成不利影响，因此，寻找一种可以有效控制氟化铝消耗的方法，十分必要。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种易于控制且操作方便、便于管理、高效实用、控制成本低的降低氟化铝消耗的控制方法。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种降低铝电解生产过程氟化铝消耗的控制方法，是采用工艺技术控制、阳极效应控制、添加质量控制、净化系统管理的综合控制方法；

所述工艺技术控制是根据电解槽的历史曲线判断电解槽的发展趋势，合理调整氟化铝下料间隔，保持适宜的工艺技术参数，降低氟化铝单耗，具体如下：

a.将氟化钠与氟化铝的分子数之比平稳控制在2.40～2.50，添加氟化铝调整分子比时要平稳，让分子比逐渐平滑过渡到目标值，防止电解槽出现大幅度的电压波动，对氟化铝的消耗产生影响；

b.根据电解槽的历史变比曲线和电解质温度，分析电解槽的热平衡，曲线过于平缓时加大氟盐添加量来抑制热趋势，防止氟化铝挥发量增加，保持电解质温度在940℃－947℃；

c.每天记录添加AIF₃量和电解质温度，以每5天为一个周期每天测两次的平均电解质温度为基准值，每次测量的电解质温度控制在基准值的±2℃之内，与每周次的分子比化验分析结果进行对比分析，根据对比分析情况调整AlF₃的添加量，保持稳定的电解质温度和分子比，降低氟化铝的消耗；