氧化铝质量的改善及其对铝电解的影响

发表时间:2020/8/24   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:吴斌
[导读] 摘要:电解铝行业随着铝工业的快速发展,更加注重改善生产条件和保护环境,同时随着大型中间下料预焙槽和干法烟气净化技术的进步,铝电解对氧化铝原料的要求也越来越高,必须使用易流动、溶解快、吸附氟化氢能力强及微粒少的砂状氧化铝。
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        摘要:电解铝行业随着铝工业的快速发展,更加注重改善生产条件和保护环境,同时随着大型中间下料预焙槽和干法烟气净化技术的进步,铝电解对氧化铝原料的要求也越来越高,必须使用易流动、溶解快、吸附氟化氢能力强及微粒少的砂状氧化铝。砂状氧化铝便具备了以上优良性能,逐渐成了目前电解铝厂的理想原料,特别应用于带干法烟气净化装置的预焙电解槽是更佳的选择。粉状氧化铝因为比表面积较小,无法适用于高效率的干法烟气净化技术。为了使铝电解的技术经济指标和金属铝质量有所改善,目前铝电解生产需要改进氧化铝的物理和化学性质,在最佳条件下使电解槽运行同时获得最佳指标。本文对粉状氧化铝和砂状氧化铝的相关指标进行了对比和分析,初步探讨了氧化铝质量的改善对铝电解的影响以及改善方法。
        关键词:氧化铝;质量改善;铝电解影响
        引言
        随着当前社会经济的进步,我国电解铝行业发展极为迅速,生产条件的完善和环境保护理念的提出,使得铝电解对氧化铝原料质量要求也逐步提高,其必须满足易流动,溶解快。吸附氧化氢能力强且微粒少的特性,以此才能保障相应电解铝厂自身经济效益。
        1.氧化铝质量对铝电解影响
        1.1物理性质影响
        氧化铝质量对铝电解影响主要体现在物理性质和化学性质改变上,当前我国铝电解厂对氧化铝物理性能有一定实质性要求,本身物理性能较好的氧化铝,能够加速电解质速度,减少对应槽底可能产生的沉淀;同时其本身流动性好会使得整个电解槽添加输送过程流畅性和安全性得到全面提升,避免加里及输送期间的飞扬损失,避免区域环境受损同时,使氧化铝资源得以高效转化。其本身保温性好对使得电解质可以形成一定的结膜,继而隔绝电解质熔体降低热量流失,确保此过程不会出现阳极氧化现象。目前常用表征氧化铝物理性质指标主要是以其粒度、磨损指数、比表面等来体现;其粒度、磨损指数、比表面积等對整个个氧化铝自身流动性、灰尘量、保温性能等都有着直接影响。
        ①在进行铝电解期间其对氧化铝质量要求,从粒度指标出发,必须要求氧化铝粒度的均匀。通常情况下氧化铝粒度分布主要是按照粒级参数即超过150μm粗颗粒,以及低于45μm细颗粒所占百分比。同时超过150μm粗颗粒其一旦含量超标便会造成氧化铝在电介质中溶解速度过慢,影响整个电解质生产效益;而对地域45μm细颗粒,一旦此细颗粒低于20μm含量增多,电解质作业期间便会出现扬尘现象,造成氧化铝资源损失同时,使其整体下料精准性无法得以保障。
        ②氧化铝中的磨损指数是体现氧化铝强度和控制氧化铝粒度的关键指标,其在物理性质稳定状态下磨损越小,则整个氧化铝强度就会越大,同时在运输及电解槽烟气净化期间,其受到碰撞摩擦会使其整体粒级含量减少。
        ③氧化铝比表面积,正常情况下其在60-80m2/g之间,如果比表面积小则表示对应煅烧氧化铝程度高,对一个吸附氟化氧能力下降,使得整个电解质中溶解速度变慢,对应槽底会产生沉淀,对整个下料电解槽损耗较为明显。
        1.2 化学性质影响
        ①氧化铝对铝电解影响体现在化学性质上时,主要是以氧化钠以及其他氧化物杂质来体现。其中氧化钠作为氧化铝产品中的主要杂质,一旦氧化钠含量过高会直接影响整个电解槽的实际运行效率;总体来看氧化钠对电解质化学变化以及电解槽运料,工艺控制方面都有着直接影响。
        ②氧化铝对铝电解影响,体现在其他化学物质上比如Fe203、Si02、Ti02等,在整个电解过程中一旦对此类杂质未能及时进行监测控制,则会导致整个原铝质量下降,对整个电流效率造成损害。
        2.氧化铝质量改善
        通过上文对氧化铝质量对铝电解分析可以看出,其物理性质及化学性质的差异性,是影响铝电解的关键,因此结合实际对氧化铝物理性质以及化学性质进行一定改善,是保障铝电解质量能够全面得以提升的关键。


        2. 1改善分解和焙烧上艺
        氧化铝的粒度和强度在很大程度上取决于原来氢氧化铝的粒度和强度。砂状氧化铝的生产,必须制得较粗和较大强度的氢氧化铝。对于生产粉状和中间状氧化铝的上厂,砂状氧化铝的生产可以通过改善分解和焙烧上艺来实现。囚此生产粉状或中间状氧化铝的厂家,应根据各自溶液性质而选择生产上艺。对于烧结法生产厂家,我国已做过多次烧结法精液生产砂状氧化铝的研究,现已有烧结法碳分和烧结法种分生产砂状氧化铝的个套技术,各项产品指标均已达到国外砂状氧化铝的先进水平。
        2.2掌握合理的焙烧上艺条件
        通过降低氧化铝焙烧控制达到要求,与焙烧程度有密切的关系。许多研究表明,低温快速烘焙,氧化铝比表面积大,粒度中细粒少,含水或挥发份多。许多氧化铝厂有各种液态化焙烧装置,能够满足需求。在氢氧化铝烘焙时,先要降低焙烧控制,而焙烧温度决定了焙烧的控制。山于氧化铝的比表面积高,也有较高的降低焙烧量和较低的a-A 1205含量。囚此提高焙烧温度可使焙烧控制降低,也会致使产能下降、能耗增高。
        2.3化学性质的改善
        氧化铝样品中的卞要杂质是Naz0,碱法生产氧化铝过程中,准备焙烧的氢氧化铝中氧化钠存在两种形式:<1)在洗涤氢氧化铝时没有将残留在内的母液清洗十净,叫一以多次、大量的清洗以及利用表面活性剂使过滤滤饼脱水等方法使碱含量减少,(2)氢氧化铝分解时与进入氢氧化铝晶格中的碱相结合(这此碱是整个碱含量的卞要部分),现在还没有合适的方法去除。囚此,为了使氧化铝中氧化钠含量降低(氧化钠含量小于0.2%)、同时提高溶液产量和降低消耗,需要进一步优化分解过程。对砂状氧化铝的生产厂家,山于粒度粗、温度高、粘度低,洗涤次数多,囚而氢氧化铝滤饼碱附着量低于0. 06%,氧化铝样品中的Naz0。低于0. 4%而对粉状氧化铝的生产厂家,山于粒度细、温度低,样品中的Naz0。约为0. 5%,需要多次、大量的清洗而降低Naz0。含量,使厂家成本增加。因此使氧化铝样品中的Naz0。含量降低,分解过程小但要进一步优化,还要灼情控制洗涤作业。
        2.4 物理性质改善
        氧化铝质量的改善,从其物理性质角度出发,可以根据相应分解和焙烧工艺来对其整个粒度以及强度进行全面改良完善。比如对砂状氧化铝,结合整个分解及工艺原理,按照所得较粗较大强度氢氧化铝为目标,对其进行相应分析设定;对粉状氧化铝按照自溶液特性选取对应生产工艺,以此确保氧化铝质量改善效果能够完全得以体现。
        结合实际对整个焙烧过程控制进行全面分析,明确氧化铝焙烧具体标准,对其各影响焙烧因素及焙烧程度进行合理把控。这个过程中应避免提高相应的焙烧温度,这样会降低焙烧控制从而使其产能下降同时能耗也会相应增高;根据氧化铝表面积、粒度细粒占比等做好一定划分,设置液化焙烧装置确保整个焙烧温度在合理区间内,以此使相应氧化铝质量得到全面改善。
        结语
        通过对氧化铝质量改善及其对铝电解的影响分析,可以看出对氧化铝物理性质及化学性质的有效改进,对我国铝电解生产技术的全面提升效果明显;其不仅对我国相应生产工艺优化有一定完善作用,也是我国相应行业能够全面、高效、稳定发展下去的必要条件。
        参考文献
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