一种高导电和高溶解性能的铝电解质体系的制作方法

文档序号:5285491阅读:343来源:国知局
专利名称:一种高导电和高溶解性能的铝电解质体系的制作方法
技术领域
本发明涉及铝电解行业,具体地说是涉及一种具有高导电和高溶解性能的铝电解质体系。
背景技术
电解质是铝电解时溶解氧化铝并把它经电解还原为金属铝的反应介质,电解质即是一种溶剂又是电的传媒导体。因此工业上对电解质有以下性能要求一是能良好的溶解氧化铝并具有较高的溶解度;二是电解质具有良好的导电性,使电解质的电阻率较低,有利于降低槽电压和节能。电解质是一种复杂的熔融体系,其成分包括NaF、AlF3 (其中NaF与 AlF3的比值叫分子比)、氧化铝和其它添加剂(LiF、CaF2, MgF2等),这些成分在电解质中所占含量的大小决定着电解质的导电率、溶解度等物化性质。以下为电解质导电率的计算公式K=exp(2. 0156-0. 0207(Al203%)-0. 005(CaF2%)-0. 0166(MgF2%)+0. 0178(LiF%)+0. 043 4 (BR) -2068. 4/T)
其中BR=NaF/AlF3的重量比;T=温度(K)
由此可见,较高的分子比,较高的LiF含量,较低的氧化铝浓度、CaF2含量和MgF2含量, 都可以使电解质具有较高的电导率,能达到降低电解质压降的目的。研究已经证明,LiF、CaF2、MgF2等添加剂的含量增加,电解质的溶解性能将降低,提高分子比,电解质的溶解性能将升高。现有技术电解质体系为分子比(2.4-2. 5)、LiF (2. 8-3. 2%)、CaF2 (5. 0-7. 0%)、 MgF2 (1. 0-2. 0%),此电解质体系与高导电和高溶解性能的体系要求还有较大的距离,对此, 我们尝试对现有电解质体系中的成分进行优化调整,以开发出一种具有高导电和高溶解性能的电解质体系。

发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有的电解质体系与高导电和高溶解性能的体系要求还有较大差距的现状,着力优化调整电解质体系中的成分含量,提供一种高导电和高溶解性能的铝电解质体系,以达到降低电解质电压降,加快氧化铝的溶解速度,确保电解槽高效低耗生产的目的。本发明一种高导电和高溶解性能的铝电解质体系通过下述技术方案予以实现本发明一种高导电和高溶解性能的铝电解质体系,其特征是所述的方法包括如下步骤
第一步、是指向电解槽的电解质中添加冰晶石,降低电解质中的LiF、CaFjn MgF2含量, 冰晶石作为溶质,添加后起到了稀释其它成分的作用;
第二步、是指向电解质中添加适量的曹达(工业碳酸钠),提高电解槽分子比。所述的具有高导电和高溶解性能的电解质体系为较高的分子比(2. 60-2. 65)、 适中的LiF含量(2. 5-2. 8%)、较低的CaF2含量(4. 0-5. 0%)较低的MgF2含量(0. 7-1. 5%)、 较低的氧化铝浓度(1. 0-3. 0%)。
本发明一种高导电和高溶解性能的铝电解质体系与现有技术相比较有如下有益效果本发明方法通过添加冰晶石、曹达后,电解槽的电解质压降从1650mv降低至1440mv, 槽电压从4105mv降低至3895mv,降幅达210mv,电解质中氧化铝浓度从3. 5%降低为2. 3%, 达到了设计目的;本发明的优点是1.高导电和高溶解性能的电解质体系,使电解质的导电率提高10%左右,电解质电压降降低150-250mv,达到了节能降耗的目的;2.氧化铝在电解质中溶解速度大大加快,氧化铝浓度能够保持在1. 0-3. 0%的低窄区域内。本发明适用于铝电解生产中具有高导电和高溶解性能的电解质体系。本发明仅以180KA铝电解槽为例进行开发,对于其它槽型,可依此同样进行。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明一种高导电和高溶解性能的铝电解质体系技术方案作进一步描述。本发明一种高导电和高溶解性能的铝电解质体系,其特征是所述的方法包括如下步骤
第一步、是指向电解槽的电解质中添加冰晶石,降低电解质中的LiF、CaFjn MgF2含量, 冰晶石作为溶质,添加后起到了稀释其它成分的作用;
第二步、是指向电解质中添加适量的曹达(工业碳酸钠),提高电解槽分子比。所述的具有高导电和高溶解性能的电解质体系为较高的分子比(2. 60-2. 65)、 适中的LiF含量(2. 5-2. 8%)、较低的CaF2含量(4. 0-5. 0%)较低的MgF2含量(0. 7-1. 5%)、 较低的氧化铝浓度(1. 0-3. 0%)。实施例1
本发明一种高导电和高溶解性能的铝电解质体系,其特征是所述的方法包括如下步

第一步、是指向电解槽的电解质中添加冰晶石,降低电解质中的LiF、CaFjn MgF2含量, 冰晶石作为溶质,添加后起到了稀释其它成分的作用;
第二步、是指向电解质中添加适量的曹达(工业碳酸钠),提高电解槽分子比。所述的具有高导电和高溶解性能的电解质体系为较高的分子比(2. 60-2. 65)、 适中的LiF含量(2. 5-2. 8%)、较低的CaF2含量(4. 0-5. 0%)较低的MgF2含量(0. 7-1. 5%)、 较低的氧化铝浓度(1. 0-3. 0%)。
权利要求
1. 一种高导电和高溶解性能的铝电解质体系,其特征是所述的方法包括如下步骤 第一步、是指向电解槽的电解质中添加冰晶石,降低电解质中的LiF、CaF2*MgF2含量, 冰晶石作为溶质,添加后起到了稀释其它成分的作用;第二步、是指向电解质中添加适量的曹达(工业碳酸钠),提高电解槽分子比; 所述的具有高导电和高溶解性能的电解质体系为较高的分子比(2. 60-2. 65)、适中的LiF含量(2. 5-2. 8%)、较低的CaF2含量(4. 0-5. 0%)较低的MgF2含量(0. 7-1. 5%)、较低的氧化铝浓度(1.0-3. 0%)。
全文摘要
本发明涉及铝电解行业,具体地说是涉及一种具有高导电和高溶解性能的铝电解质体系。本发明一种具有高导电和高溶解性能的铝电解质体系包括如下步骤第一步、添加冰晶石;第二步、添加适量的曹达;具有高导电和高溶解性能的电解质体系为较高的分子比(2.60-2.65)、适中的LiF含量(2.5-2.8%)、较低的CaF2含量(4.0-5.0%)较低的MgF2含量(0.7-1.5%)、较低的氧化铝浓度(1.0-3.0%)。本发明的优点是1.电解质的导电率提高10%左右,电压降降低150-250mv,达到了节能降耗的目的;2.提高了氧化铝的溶解度,氧化铝浓度保持在1.0-3.0%的低窄区域内;本发明适用于铝电解生产中具有高导电和高溶解性能的电解质体系。
文档编号C25C3/18GK102251259SQ20111019135
公开日2011年11月23日 申请日期2011年7月9日 优先权日2011年7月9日
发明者刘锋, 周虹, 杨得生, 毛永庆, 王平, 王广稳, 蔡有萍, 雷向军, 黄利菊 申请人:中国铝业股份有限公司
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