工業(yè)鋁電解槽溫度與氧化鋁濃度的研究

1、 年掩 6 輕 金 屬 不 良影 響 并 浪 費(fèi) 了大 量 電能 , , 。 因此 對 陽極效 , 。 應(yīng) 的 控 制 無 疑 對 鋁 電 解 生 產(chǎn)是 十 分 有 意 義 的 , 2 0 衣0 60 呂 0 10 0 12 0 口 1退 0 1 60 陽 極 效 應(yīng) 發(fā) 生 的機(jī) 理 目前 尚 無 定 論 但 有 : 一 點(diǎn) 可 以 肯 定 陽 極 效 應(yīng) 中氣 泡 產(chǎn) 生 電弧 ” 、 。 這 是使 電解 質(zhì) 溫 度 急 劇升 高的 直 接 原 因 陽極 效 應(yīng) 時(shí) , 。 逸 出 氣 體 減少 此時(shí) 。 , “ ” 。 陽極 底 掌為 氣 泡所 覆 蓋 體的 電 離完成 的 , , 電

2、流 的通過 是通 過 氣 時(shí)間 分 , 。 大 量 的 電能 收入是 由 陽 極 底 圖1 3 陽 極效 應(yīng) 前后 氧 化 鋁濃度 掌 產(chǎn) 生 的 電弧 得 到 的 討 分 必 要的 。 論 , 豪 平 在 工 業(yè) 槽 上測 量 出 . . , 陽極底 掌 氣 泡 厚 度 為 0 8 英 寸 ( 2 厘 米 t 2 。 有 一 個 穩(wěn) 定 的溫 度 場 周 期 內(nèi) 溫度 是穩(wěn) 定的 “ C 。 。 對 鋁 電解 生 產(chǎn) 是 十 , 通 過 水 溶 液 電解 觀 察 到 陽極 底 部 的氣 泡 大 小基 正常 生 產(chǎn)的 鋁 電解 槽 。 在 每個加 工 O 一 般 波動為 1 一 2 C , ,

3、 , 本 上不 受 電 壓 影 響 6 加 26 一 4 伏 的 電 壓 , , 如 果 在這 樣 厚 的 氣 泡 上 施 則 電壓 梯 度為 12 一 2 伏/ 1 而每 天的 波 動則 較 大 個別 情況 下 達(dá) 到 6 O C 打 殼加工 時(shí) 由 于 添 加 氧 化 鋁 冷 料 可達(dá) 3 0 厘米 這 相當(dāng) 于 火 法 冶 金 中 電弧 爐 內(nèi) 的情 況 氣 需 要 吸 收 大 量熱 能 , 導(dǎo) 致 局部 區(qū) 域 的 溫 度 降 , 1 氣 泡 厚 度 比 電弧 爐 所 允許 的 最 小 弧 長 ( 5 毫 還 大 實(shí) 際 上 電弧 能 在 更 小 的 電 位梯度 米 。 , 低 解 。

4、 同時(shí) 溫 度 的 降低 。 又 使氧 化 鋁 在 電解 質(zhì) 中 下 ( 2 伏 /厘 米 維 持 下來 生產(chǎn)中 , 。 的 溶解 度 下 降 , 添 加 的 氧化鋁 并 不 能 馬 上 溶 , 一 般 低 溫 時(shí)所有 氣體 都 是 絕 緣 體 , 。 鋁 電解 而生 成 沉 淀 這 說 明 添 加 過 多 的氧化 鋁將 。 o 氣體 處 于 9 6 980 C 的 高 溫 環(huán) 境 0 , 給 生產(chǎn)帶 來 不 利 影 響 各 方 向降低 。 中 , 氣 體的 帶 電 是 可 能的 , 。 氣體 中的 電流 是 產(chǎn) , 陽 極 下 部 電解 質(zhì)作 為 電解 槽熱 源 溫度向 由于 磁 場 的作

5、用 使鋁 液 修起 , , t , 生 電 弧 的原 因 而 氣 體 的 高 溫 是 電離 化的 主 要 正 常 生產(chǎn)時(shí) 電解 質(zhì) 能 與 陽極 很 , 電 影 響 因 素川 好接觸 , , 解質(zhì) 中 電 流 分 布 不 均 O 質(zhì) 的溫 度 高 2 8 C 較高 , 導(dǎo)致 電 解槽 出 電端 電解 陽極 下 部 的 電 解質(zhì) 溫 度 “ C 氣 泡 上 施加 的 電 壓 較小 , 一 一般為 0 4 . , 伏/ 庫米 當(dāng) 電 解 質(zhì) 與 陽極 的 潤 濕 性 變 壞 時(shí) 電部位 電 阻 升 高 一 旦 氣體 被 電離 , 。 導(dǎo) 。 O 比 陽 極 下部 鋁 水 的 溫 度 高 S C 左

6、 右 它 要 比 邊 部 電解 質(zhì)的 溫 度 高 1 一 2 4 。 , 有 對 氣 泡 施 加 電壓 的趨 勢 則發(fā) 生 陽 極 效應(yīng) 被 強(qiáng) , 氧化 鋁 濃 度 的 分 布 和 溫 度 的 分 布 有 關(guān) 。 一 電 原 烈 電離 的 氣 體 , 其 導(dǎo) 電 率 與金 屬 的 導(dǎo) 電 率 相 不易 從相 極 般靠 陽極 邊 部 的 電 解 質(zhì) 中氧 化 鋁 濃度 較 高 解 生 產(chǎn)過 程 中 , 。 近 , . 。 被 電離 的 氣 體 受 電 場 制約 , 。 _ 氧 化鋁 濃 度是 不斷 下 降 的 , , 。 下 部 逸 出 而攤 在 陽 極 底 部 阻礙 , 電 化 學(xué) 反 應(yīng)

7、可 能被 。 來 氧 化 鋁 濃 度 高的 電解 槽 加 工 后 氧 化鋁 濃 度 電流 密 度 的 增 加 陽極 表 面 活 性 變 壞 , 氧 , 穩(wěn)定 , 原 來 氧 化 鋁濃 度 低 的 電解 槽 。 。 加 工后氧 , 離 子缺 乏 化 鋁 濃 度 下 降較 快 當(dāng) 下 降 到 某 一 限度 時(shí) , , 將 都 可 能增 加 氣泡 兩端 的 電 壓 : 參 考 文 獻(xiàn) , 發(fā) 生 陽 極 效應(yīng) 溫 度急 劇 升 高 一 般 在 3 分 鐘 內(nèi) 可 達(dá) 10 30 左 右 (電 解槽 的 邊部 。 陽極 效應(yīng) 發(fā) 生 時(shí) 1 邱 竹 賢 著 預(yù)烙 槽 煉 鋁 冶 金 工 業(yè) 出 版 社

8、 . . , , 8 2 J T h o n s t乓 ig h t M e a l L i, 8 2 6 d t s 一 , , 1 9 7 乳 , , 鋁 電 解 1 9 3 東 北工 學(xué) 院 輕 冶 教研 室 編 0 8 , 4 王 平 甫 東 北 工 學(xué)院 碩 士 學(xué) 位 論 文 摘 要 匯 編 1 9 8 1 , 4 6 . , o 在 靠 近 陽 極 處 可 達(dá) IO 93 C 時(shí) 時(shí) , , 。 這說 明 陽 極 效 應(yīng) , , , 5 邱 竹 資 等譯 怕 電 解 原 理 冶金 工業(yè) 出 版 社 6 W , 7 傅 杰 等 編 幻 K 玫 ( E a u P i H . 1 9 8 2 電 解 質(zhì) 中 溫 度 梯度 是 很 大 的 系 列 電流 不斷 波 動 , 陽極 效 應(yīng) , n