[发明专利]一种用于控制铝电解阳极效应熄灭的装置及其方法

说明书

本发明公开了一种用于控制铝电解阳极效应熄灭的装置及其方法，装置包括有金属管和导入风管，金属管与导入风管连接，导入风管与风源连接；金属管的前段为一段弯曲管，通过该段弯曲管使整个金属管形成可向上翘的结构，并且该段弯曲管为用于伸入电解槽内的部分；至少在弯曲管的表面设有绝缘层；方法为用金属管的弯曲管插入一侧阳极下方，导入空压风，通过空压风吹动电解槽内的铝液和电解质液，使铝液和电解质液沸腾以促使阳极上的气泡逸出，实现阳极效应熄灭。本发明的优点为：装置简单，操作方便，成本低；大幅降低了阳极效应熄灭过程的电流效率损失；无需使用木棒，节省了生产成本，更为节能环保；熄灭阳极效应的时间短，节约了铝电解的电耗。

技术领域

本发明涉及铝电解技术领域，具体涉及一种用于控制铝电解阳极效应熄灭的装置及其方法。

背景技术

传统铝电解槽生产中阳极效应熄灭的方法是使用木棒插入铝电解槽出铝口8的阳极10下方，来熄灭阳极效应，如图2所示：当铝电解槽阳极效应发生时，人工使用木棒9，从电解槽出铝端的出铝口8斜向插入木棒9，同时电解槽槽控机自动控制程序判断阳极效应持续(20s)自动启动阳极效应处理(大下料2次，打壳2次)，向电解槽内补充氧化铝，提高电解质中的氧化铝浓度。与此同时插入槽内的木棒9剧烈燃烧，促使局部电解质液和铝液沸腾加剧，逼迫阳极底掌聚集的阳极气体(气泡)逸出或破裂，阳极气膜电阻大幅下降，电解质的导电性转为良好状态，加之木棒9燃烧后炭化，形成了阳极10与阴极11(铝液)瞬时“短路”，效应电压降低，恢复至正常工作电压(效应刚刚熄灭时电压一般低于正常工作电压200～300mv)，使阳极效应熄灭。

目前，铝电解槽阳极效应发生的机理主要有：(1)湿润性学说，发生阳极效应时由于电解质液对炭阳极湿润性的改变。氧化铝是表面活性物质，它能减小冰晶石熔液在炭素材料上的表面张力，当氧化铝浓度高时，熔液对炭素材料的湿润性良好，阳极气体不能停留在阳极上，只能以小气泡的形式脱离，故不发生阳极效应；反之，阳极气体能够在阳极上聚集并形成大气泡，电解质对炭素材料的湿润性变差，致使大气泡不易脱离阳极，最终连成一片导致阳极效应发生。(2)氟离子放电学说，发生阳极效应是由于阳极过程的改变，及氟离子放电所致。当电解质内氧化铝浓度减小到一定程度时，氧离子的放电转变为氧离子和氟离子联合放电，形成一种惰性的非湿润性的氟化碳(CF)_n，减弱电解质对炭阳极的湿润性，引发阳极效应。(3)静电引力学说，阳极气体所带的电荷的改变，是发生阳极效应的原因。在氧化铝浓度较高的电解质里，气泡带正电，故被阳极排斥，并以小气泡的形式脱离阳极；反之，气泡带负电，并被阳极吸引住，于是阳极上出现气泡层，导致发生阳极效应。(4)阳极对电解质液排斥学说，发生阳极效应的熔盐电解过程有一个共同的特点，既阳极上有气体析出，由于阳极气体的析出，电解液被部分地排挤开，但仍然可以进行正常电解，当阳极电流密度增大时，阳极上的气泡增多，阳极就在更大程度上排斥电解液，达到临界电流密度时，电流的通路绝大部分已经闭塞，产生了静电引力而被吸附在阳极上，阳极效应便发生了。但不管哪种，都和阳极底掌聚集的阳极气体相关，目前采用木棒燃烧的方式，就是促使阳极气体(气泡)逸出或破裂来解决阳极效应。