電解鋁生產(chǎn)降低氟化鹽消耗的研究分析

秦建春，呂 健

（重慶旗能電鋁有限公司，重慶 401420）

1 氟化鋁單耗

經(jīng)統(tǒng)計，兩年來公司電解氟化鋁單耗完成情況如下表1。從表1可看出，兩年度公司氟化鋁單耗完成分別為23.95kg/t-Al和21.18kg/t-Al，2017年氟化鋁單耗完成較2016年有所下降，但都超過了公司的生產(chǎn)目標20kg/t-Al。從單月看，氟化鋁單耗很不穩(wěn)定。

表1 兩年氟化鋁單耗完成情況（單位：kg/t-Al）

2 影響氟化鋁單耗的分析

2.1 與電解槽工藝指標參數(shù)的關(guān)系

（1）氟化鋁單耗與電解溫度的關(guān)系。據(jù)統(tǒng)計2016年年初至2017年10月電解槽槽溫變化趨勢與氟化鋁單耗情況如下。

圖1 2016年至2017年電解槽槽溫變化

從上圖可看出，電解溫度發(fā)生變化過程中，氟化鋁單耗與電解溫度變化成正比關(guān)系，但氟化鋁單耗波動較小。2016年1月份～6月份電解槽溫度由950℃左右下降到940℃左右，主要是2015年底公司與外單位置換電解質(zhì)（恒康鋁業(yè)電解質(zhì)Li含量高達7%左右），電解質(zhì)成分Li含量增加，電解質(zhì)初晶溫度降低。

（2）氟化鋁單耗與工作電壓關(guān)系。經(jīng)統(tǒng)計2016年1月至2017年10月電解槽工作電壓變化情況和氟化鋁單耗情況如下。

圖2 2016年至2017年電解槽工作電壓變化

從上圖可以看出，氟化鋁單耗與工作電壓成反比關(guān)系。當單槽工作電壓降低時，根據(jù)電解槽能量平衡關(guān)系，應適當提高分子比，保持電解槽能量平衡。

（3）氟化鋁單耗與分子比（CR）的關(guān)系。據(jù)統(tǒng)計2016年1月至2017年10月電解槽分子比變化情況與氟化鋁單耗情況如下。

圖3 2016年至2017年電解槽分子比變化情況

從上圖可看出，氟化鋁單耗與CR呈反比關(guān)系（CR=NaF：AlF3），當電解質(zhì)CR降低過程中，氟化鋁單耗隨之增加。

（4）氟化鋁消耗與效應系數(shù)關(guān)系。據(jù)統(tǒng)計2016年1月至2017年10月電解槽曲線效應變化趨勢與氟化鋁單耗情況如下。

圖4 2016年至2017年電解槽曲線效應變化趨勢對比

從上圖可看出，氟化鋁消耗隨著電解槽曲線效應增加而增加的關(guān)系。主要是由于發(fā)生陽極效應或者閃爍效應將會使電解槽效應期間過熱度增大，將會增加電解槽氟化鋁揮發(fā)性等，增加氟化鋁消耗。

2.2 氟化鋁單耗與凈化系統(tǒng)運行情況的關(guān)系

（1）氟化鋁單耗與凈化排空煙氣載氟量的關(guān)系。據(jù)統(tǒng)計，2016年1月至2017年10月凈化系統(tǒng)排空煙氣中的載氟量情況與氟化鋁單耗情況如下。

圖5 2016年至2017年載氟量情況分析

從上圖反映出，氟化鋁單耗與凈化系統(tǒng)排空煙氣載氟量成正比關(guān)系。在確保凈化煙氣排空標準范圍的情況下，煙氣排空含氟量增加，煙氣氟化物回收率也隨之降低，造成氟化鋁單耗。

（2）氟化鋁單耗與凈化動力電的關(guān)系。據(jù)統(tǒng)計，2016年1月至2017年10月凈化車間動力電耗完成情況與氟化鋁單耗情況如下。

圖6 2016年至2017年凈化車間動力電耗情況

從上圖可看出，氟化鋁單耗隨凈化動力電耗增加而增加情。凈化動力電耗主要是其排煙風機用電，增加凈化排煙風機用電，將會增加凈化系統(tǒng)負壓。

3 結(jié)論

綜上分析，影響電解鋁生產(chǎn)過程中氟化鋁單耗主要因素有：①電解槽工藝技術(shù)參數(shù)控制不穩(wěn)定。例如電解溫度偏高，分子比長期控制偏低、單槽工作電壓增加、效應系數(shù)增加等，都會增加氟化鋁單耗。②凈化系統(tǒng)對煙氣氟化物回收率將會使電解整體氟化鋁單耗受到較大影響。