碳渣在铝电解生产中的危害.doc

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【摘要】本文对铝电解质中碳渣的形成过程及铝电解生产的危害进行了分析
和讨论,并提出了减少碳渣的措施。
【关键词】碳渣铝电解危害
在冰晶石——氧化铝的溶盐电解预焙槽中,阳极碳块作为铝电解的心脏部分,
一直被人们所关注,其质量的好坏,直接影响着电解的进行和产品的质量。如果碳
块的质量达不到要求,将在铝电解质溶液中产生过多的碳渣,对铝电解过程产生一
系列不利的影响,譬如造成电解质电压升高,导致热槽的产生,这不但引起电解消
耗的增加,而且当热槽产生时将恶化铝电解的生产的诸多技术经济指标,同时对电
解槽的寿命也有影响,因此探讨如何减少和控制电解生产过程中碳渣的产生,就成
为一个新的课题。
一、碳渣的产生
。预焙碳块是由石油焦、沥
青焦、沥青通过破碎、煅烧、配料、混捏等工序烧制而成,如果采用的原材料及工
艺不合乎要求就会产出不合格的碳块。如:耐压强度低、空隙度大、杂质大等,从
而导致阳极的氧化和碳粒在阳极表面的脱落进入电解质中形成碳渣,有时会形成掉
块和裂缝,在电解质的冲蚀和洗刷下,形成碳渣。由于碳块质量而引起的碳渣是生
产中碳渣形成的主要原因。
。铝电解过程中的二次反应,不仅降低电流效
率,而且还带来另一方面的不利的影响,即溶解在电解质溶液中的铝将阳极气体中
的COO+3C(3)
在上述两种反应中反应(3)对于在铝电解质中生成碳渣的作用,比反应(2)
的作用要大,但这两种反应所产生的碳渣,不是电解质溶液中产生碳渣的主要原
因。

在铝电解过程中,阴极碳素内衬的剥落和碎裂是铝电解溶液中产生碳渣的又一
来源。铝电解槽启动后由于钠的渗透,电解质溶液和铝液的侵蚀和冲刷,阴极碳素
内衬不久就会产生剥落,钠的对阴极碳块的渗入,是引起剥落的主要原因,钠的渗
入使碳块内部产生应力,导致碳块体积膨胀,并变得疏松多孔,从而剥落形成碳
渣。二、碳渣对电解过程的危害
,导致电解质的电阻增大,其结果造成电解质电压降的
升高,增加铝电解生产的电能消耗。据具有关专业人士报道,当铝电解质溶液中的
碳渣含量达到1%(重量)时,电解质导电率约降低11%,由此可见碳渣对电解质
的导电率的不利影响是极为显著的,碳渣的颗粒越小,对降低电解质的导电率的作
用越大。
,当电解质中的碳渣积累到一定浓度
时,由于比电阻的增大,必定造成电介质电压降升高,从而使电解槽两极间的电能
收入额外增加,对于槽工作电压和其它技术条件摆布正常的电解槽来说,两极间由
于电解质溶液含碳,导致其电压升高而增加的这部分电能收入不为电解过程所必
须;其唯一的消耗途径是转化为热量释放出来,结果引起电解质溶液过热,槽温上
升,产生热槽,这样对电解生产是极为不利的,不但造成电能的无谓消耗,同时会
使电解槽的阴极受到损坏,影响槽寿命,此外在处理热槽时,还消耗大量的***化
盐,故其危害作用是非常巨大的。
,当铝电解质溶液表面漂浮有大量碳渣
时,碳渣将与碳素阳极和阴极组成电流通路,部分电流会直接通过碳渣进入阴极或
侧部,而不能参与电解反应,形成侧部漏电,严重时会造成侧部漏炉。
三、减少碳渣的途径
。在前面关于碳渣的来源中已讨论,由于碳块质量的
不合格造成碳粒脱落是产生碳渣的主要原因,在生产中使用质量不合格的碳块,无
疑为碳渣的产生创造了有利的条件,因此采用高质量的预焙块是减少电解质溶液中
碳渣的至关重要的措施。不但减少了碳渣的产生,从而稳定了生产,减少了工人的
劳动强度,提高了电流效率,降低能耗,对于电解铝厂来说,在预焙块进厂之前就
要进行严格的质量检测手段,保证阳极碳块的质量。
。与阳极碳素材料一样,阴极碳块的质量优劣对碳块的
剥落程度有影响,在砌筑电解槽阴极时采用优质阴极侧部碳块和底部碳块能较有效
地承受和抵抗铝电解质溶液和铝液的侵蚀和冲刷,从而减少碳块的剥落,减少碳渣
的产生。
。由于铝的二次反应也是产生碳渣的一个原因,
所以在电解生产过程中就要减少二次反应的发生。在生产操作中要保持低电压,低
氧化铝浓度,低分子比,低温度高极距,从而保证电解生产在较低的稳定的温度下
进行,提高了电流效率,减少了铝的二次反应损失,从而减少了碳渣的生成。
四、结论
电解生产中只有选用优质的碳素材料,同时提高操作质量,尽可能减少碳渣的
产生,才能取得良好的经济技术指标。欢迎到访:
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