工业铝电解槽温度与氧化铝浓度的研究

1、 年掩 6 轻 金 属 不 良影 响 并 浪 费 了大 量 电能 , , 。 因此 对 阳极效 , 。 应 的 控 制 无 疑 对 铝 电 解 生 产是 十 分 有 意 义 的 , 2 0 衣0 60 吕 0 10 0 12 0 口 1退 0 1 60 阳 极 效 应 发 生 的机 理 目前 尚 无 定 论 但 有 : 一 点 可 以 肯 定 阳 极 效 应 中气 泡 产 生 电弧 ” 、 。 这 是使 电解 质 温 度 急 剧升 高的 直 接 原 因 阳极 效 应 时 , 。 逸 出 气 体 减少 此时 。 , “ ” 。 阳极 底 掌为 气 泡所 覆 盖 体的 电 离完成 的 , , 电

2、流 的通过 是通 过 气 时间 分 , 。 大 量 的 电能 收入是 由 阳 极 底 图1 3 阳 极效 应 前后 氧 化 铝浓度 掌 产 生 的 电弧 得 到 的 讨 分 必 要的 。 论 , 豪 平 在 工 业 槽 上测 量 出 . . , 阳极底 掌 气 泡 厚 度 为 0 8 英 寸 ( 2 厘 米 t 2 。 有 一 个 稳 定 的温 度 场 周 期 内 温度 是稳 定的 “ C 。 。 对 铝 电解 生 产 是 十 , 通 过 水 溶 液 电解 观 察 到 阳极 底 部 的气 泡 大 小基 正常 生 产的 铝 电解 槽 。 在 每个加 工 O 一 般 波动为 1 一 2 C , ,

3、 , 本 上不 受 电 压 影 响 6 加 26 一 4 伏 的 电 压 , , 如 果 在这 样 厚 的 气 泡 上 施 则 电压 梯 度为 12 一 2 伏/ 1 而每 天的 波 动则 较 大 个别 情况 下 达 到 6 O C 打 壳加工 时 由 于 添 加 氧 化 铝 冷 料 可达 3 0 厘米 这 相当 于 火 法 冶 金 中 电弧 炉 内 的情 况 气 需 要 吸 收 大 量热 能 , 导 致 局部 区 域 的 温 度 降 , 1 气 泡 厚 度 比 电弧 炉 所 允许 的 最 小 弧 长 ( 5 毫 还 大 实 际 上 电弧 能 在 更 小 的 电 位梯度 米 。 , 低 解 。

4、 同时 温 度 的 降低 。 又 使氧 化 铝 在 电解 质 中 下 ( 2 伏 /厘 米 维 持 下来 生产中 , 。 的 溶解 度 下 降 , 添 加 的 氧化铝 并 不 能 马 上 溶 , 一 般 低 温 时所有 气体 都 是 绝 缘 体 , 。 铝 电解 而生 成 沉 淀 这 说 明 添 加 过 多 的氧化 铝将 。 o 气体 处 于 9 6 980 C 的 高 温 环 境 0 , 给 生产带 来 不 利 影 响 各 方 向降低 。 中 , 气 体的 带 电 是 可 能的 , 。 气体 中的 电流 是 产 , 阳 极 下 部 电解 质作 为 电解 槽热 源 温度向 由于 磁 场 的作

5、用 使铝 液 修起 , , t , 生 电 弧 的原 因 而 气 体 的 高 温 是 电离 化的 主 要 正 常 生产时 电解 质 能 与 阳极 很 , 电 影 响 因 素川 好接触 , , 解质 中 电 流 分 布 不 均 O 质 的温 度 高 2 8 C 较高 , 导致 电 解槽 出 电端 电解 阳极 下 部 的 电 解质 温 度 “ C 气 泡 上 施加 的 电 压 较小 , 一 一般为 0 4 . , 伏/ 库米 当 电 解 质 与 阳极 的 润 湿 性 变 坏 时 电部位 电 阻 升 高 一 旦 气体 被 电离 , 。 导 。 O 比 阳 极 下部 铝 水 的 温 度 高 S C 左

6、 右 它 要 比 边 部 电解 质的 温 度 高 1 一 2 4 。 , 有 对 气 泡 施 加 电压 的趋 势 则发 生 阳 极 效应 被 强 , 氧化 铝 浓 度 的 分 布 和 温 度 的 分 布 有 关 。 一 电 原 烈 电离 的 气 体 , 其 导 电 率 与金 属 的 导 电 率 相 不易 从相 极 般靠 阳极 边 部 的 电 解 质 中氧 化 铝 浓度 较 高 解 生 产过 程 中 , 。 近 , . 。 被 电离 的 气 体 受 电 场 制约 , 。 _ 氧 化铝 浓 度是 不断 下 降 的 , , 。 下 部 逸 出 而摊 在 阳 极 底 部 阻碍 , 电 化 学 反 应

7、可 能被 。 来 氧 化 铝 浓 度 高的 电解 槽 加 工 后 氧 化铝 浓 度 电流 密 度 的 增 加 阳极 表 面 活 性 变 坏 , 氧 , 稳定 , 原 来 氧 化 铝浓 度 低 的 电解 槽 。 。 加 工后氧 , 离 子缺 乏 化 铝 浓 度 下 降较 快 当 下 降 到 某 一 限度 时 , , 将 都 可 能增 加 气泡 两端 的 电 压 : 参 考 文 献 , 发 生 阳 极 效应 温 度急 剧 升 高 一 般 在 3 分 钟 内 可 达 10 30 左 右 (电 解槽 的 边部 。 阳极 效应 发 生 时 1 邱 竹 贤 著 预烙 槽 炼 铝 冶 金 工 业 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 , , 铝 电 解 1 9 3 东 北工 学 院 轻 冶 教研 室 编 0 8 , 4 王 平 甫 东 北 工 学院 硕 士 学 位 论 文 摘 要 汇 编 1 9 8 1 , 4 6 . , o 在 靠 近 阳 极 处 可 达 IO 93 C 时 时 , , 。 这说 明 阳 极 效 应 , , , 5 邱 竹 资 等译 怕 电 解 原 理 冶金 工业 出 版 社 6 W , 7 傅 杰 等 编 幻 K 玫 ( E a u P i H . 1 9 8 2 电 解 质 中 温 度 梯度 是 很 大 的 系 列 电流 不断 波 动 , 阳极 效 应 , n