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阳极开槽对铝电解槽寿命的影响

2008-01-18 09:11:28  作者:admin  来源:互联网  浏览次数:174  文字大小:【】【】【
简介:、对“槽寿命”概念的理解 2、开槽阳极对铝电解槽温度场的影响 3、开槽阳极对阳极过程的影响 4、对阳极开槽方法的讨论 5、结论

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1、对“槽寿命”概念的理解
常用的概念:铝电解槽使用的天数。(单位:天)
可讨论的概念:每万元电解槽投资的产铝量。(单位:吨铝/万元槽投资 )
如:30万安培电解槽,按94%计算,2.27吨/天。如果使用1500天,那么电解槽的产铝量为3407吨。按照300万元投资计算,槽寿命就是11.4吨/万元槽投资。
两个概念的关系:当电解槽容量相等,投资相等,电流效率相等的条件下,第一个概念与第二个概念等效。
注意事项:由于价格的因素包括非技术含量,因此在使用时应注意价格的标准。在电解槽技术含量相同的条件下,可直接使用产铝量进行比较。  

2、开槽阳极对铝电解槽温度场的影响
阳极气体的吸出行为
小结
开槽阳极通过改善电解质的流动场,来改善电解槽的温度场。使电解槽中间更热,边部更冷,有利于边部结壳。
改善氧化铝的溶解,减少沉淀:阳极开槽后,高温高热的电解质流到了电解槽的中部,与中部下料的冷的氧化铝结合后,改善了中缝部氧化铝溶解区域的温度场,提高了氧化铝的溶解速度。此外,由于阳极气体大部分从中缝排出,上升的气流与下沉的氧化铝相遇,对下沉的氧化铝起到了上托作用,延长了氧化铝的溶解时间,减少了氧化铝的沉淀 。
改善阳极底部的散热状态,有利于电解槽的热平衡:由于阳极底部气体的排出速度加快,带动阳极底部的高温电解质从中缝排出,加快了阳极底部的散热,使电解槽的热平衡更加平稳。

3、开槽阳极对阳极过程的影响
降低阳极过电压,节省电能:由于阳极底部的气体排出顺畅,可以降低阳极的过电压,从而可以起到节省电能的作用。
可以降低阳极的实际电流密度,减少阳极效应的发生:由于阳极底部有很大一部分面积被气体覆盖,所以阳极底部的实际电流密度要大于阳极的表观电流密度,阳极开槽后,气体的顺利排出,可以增加电解质与阳极的接触面积,降低实际的阳极电流密度,减少阳极效应的发生。

可以减少二次反应发生,提高电流效率:阳极气体从沟槽顺利排出,可以减少阳极底部电解质的含气程度,还可减缓电解质的湍流程度,从而减少铝被CO2气体氧化的二次反应的发生,提高电流效率。

综上所述
开槽阳极对阳极过程的影响都是有利电解过程的。他可以抵消强化电流对阳极过程的负面影响,因此开槽阳极技术与强化电流技术同时使用,可以保持电解槽的平稳运行。

3. 对阳极开槽方法的讨论
阳极开槽应该“横开”还是“纵开”?
阳极开槽的尺寸应该如何确定?
阳极开槽应该采用“膜具开槽”还是“开槽机开槽”?

根据阳极在电解槽中的排放方式不同而不同。
开槽原则是“开槽方向指向中缝,使阳极气体从中缝排出”。
目前大多数电解槽的阳极开槽方式是纵向开槽

(1)开槽位置
目前开槽的位置基本是将阳极宽度三等分,在等分线位置开两道槽。
我们认为最佳位置应该在四等分线出中线以外的两条线。

(2)开槽宽度
满足阳极气体排出速度。
满足阳极强度需要。

(3)开槽深度
目前阳极高度一般为550mm,工作30天,残极高度160,工作高度390mm,每天消耗13mm。
开槽深度应以新阳极工作3天后侵入电解质为原则。电解质高度为20cm,极距5cm,阳极侵入深度为15cm,3天消耗阳极39mm,则阳极开槽深度以190mm为宜。
如果开槽190 mm,可工作14天。
(4)开槽长度
目前开槽大多开通槽。
最佳的开槽长度应该是一端封闭,封闭长度在50mm左右。

阳极开槽应该采用“膜具开槽”还是“开槽机开槽”?
(1)膜具开槽
优点:工艺简单,成本低。
缺点:开槽容易堵塞,需要清理;阳极机械强度性质差,易断裂掉块。
(2)开槽机开槽
优点:可控制开槽尺寸,机械强度好。
缺点:多一道开槽工序。

开槽阳极组之间的电压平衡
阳极电压包括:阳极电阻压降和阳极过电压。
阳极使用过程:新阳极(1-3天)—带槽工作(3-14天)—不带槽工作(15-30天)
(1)新阳极:电压大,要尽快预热阳极,使其进入到正常工作状态。
(2)带槽工作阳极:过电压小,电阻电压大。
(3)不带槽工作:过电压大,电阻电压小。
开槽阳极可保持各阳极之间的电压平衡,减少阳极之间的偏流。

结论
开槽阳极可改善电解槽的电解质流动场和温度场,有利于氧化铝的溶解和边部结壳。
开槽阳极可改善阳极的工作状态,降低阳极过电压,增加电流效率,可与强化电流技术同时使用。
讨论了阳极开槽尺寸的确定原则。
采用开槽阳极技术,可强化电流,可提高电流效率,可增加边部结壳。总之,可增加电解槽的铝产量,延长电解槽寿命。

责任编辑:admin

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