专利名称：一种降低铝电解槽单位生产能耗的方法
技术领域：
一种降低铝电解槽单位生产能耗的方法，涉及一种铝电解槽生产工艺的改进方 法。
背景技术：
当前国内电解铝系列平均阳极电流密度不足0. 75A/cm2，真实电流效率都在93% 以下，电解温度基本都在940-950°C，国外先进企业阳极电流密度一般达到了 0. 9A/cm2，系 列电流效率都在94-96 %之间。与国外相比国内的主要差距是电流密度和电流效率低，提高 电流强度以降低电解槽生产能耗的潜力巨大。铝电解槽生产要求稳定平稳，要取得较好的技术经济指标其首要目标是使电解槽 达到较好的物料平衡和热量平衡。如果大幅降低槽电压而不采取其他技术措施，因散热量 基本不变，会造成电解槽热收入不足而冷槽运行。因此，在降低槽电压的同时必须降低电解 温度和增厚覆盖层，加强保温等手段，以使电解槽能量重新得到平衡。
发明内容
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有效提高电流效 率、降低电解温度、降低电解电压，达到节能和减少污染的双重目的降低铝电解槽单位生产 能耗的方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的。一种降低铝电解槽单位生产能耗的方法，其特征在于(1)在电解槽电解过程采用低熔点高导电的碱性电解质熔剂，控制电解质熔盐电 导率为 2. 4-2. 6S/cm ；(2)控制电解温度860 880°C ；(3)控制槽电压为3. 70 3. 80伏；本发明的一种降低铝电解槽单位生产能耗的方法，其特征在于所述的在电解槽熔 盐中加入的低温高导电性的电解质熔剂，加入量视电解槽内存量电解质特性而定，一般不 超过槽内熔体原有电解质质量的10%，槽内电解质重量比组成为NaF 48 55%;KF 5 7% ；LiF 5 7% ；A1F3 25 29% ；CaF2 3 6% ；MgF2 0 3% ；NaCl :0 3%。本发明的一种降低铝电解槽单位生产能耗的方法，其特征在于保持电解槽极距不 变而通过提高电解质导电性能而降低电解过程槽电压。本发明的一种降低铝电解槽单位生产能耗的方法，其特征在于保持电解槽极距不 变而通过降低电解质初晶温度和电解温度而提高电解过程电流效率。本发明的一种降低铝电解槽单位生产能耗的方法，其特征在于通过降低电解槽槽 电压和提高电流效率而降低电解槽单位生产能耗。本发明的一种降低铝电解槽单位生产能耗的方法，其特征在于以降低槽电压的形 式减少了电解槽的能量输入和与降低电解温度的形式减少了电解槽的能量散发，保持较好的能量平衡。本发明的方法，通过应用低熔点高导电的碱性电解质熔剂，将电解质熔盐电导率 提高20-30%，即电导率从当前的2. OS/cm左右提高到2. 4-2. 6S/cm,电解温度从930 940°C降低到860°C左右，调整氧化铝加料控制策略，实现860°C左右电解稳定运行。将槽电 压从4. 0 4. 05伏降低到3. 80伏左右，同时适当提高极距，使电流效率达到94%以上，实 现电解槽的能量平衡不发生改变，槽内电解质不发生收缩。而且降低温度有利于减少氟化 物的排放，这样即有利于低温低电压运行达到节能和减少污染的双重目的。
具体实施例方式一种降低铝电解槽单位生产能耗的方法，在电解槽电解过程采用低熔点高导电的 碱性电解质熔剂，控制电解质熔盐电导率为2. 4-2. 6S/cm ； (2)控制电解温度860 880°C ； 控制槽电压为3. 70 3. 80伏。实施例1某铝电解槽，其系列设计电流强度160kA，槽电压为4. 04V,电解温度为945°C，电 流密度经现场测算为0. 72A/cm2,极距经现场测量为4. 6cm左右。实际电流效率经盘存分 析为91. 8%。因其槽电压相对较高，同时电流效率也相对较低，因此选择低温高导电解质 组成，将电解槽中电解质熔剂通过填平补齐后逐步调整为低熔点高导的电解质成分，槽内 电解质最终重量比组成为NaF 48 50% ;KF :6 7% ；LiF :6 7% ；A1F3 25 27% ； CaF2 :5 6% ；MgF2 :0 2% ；NaCl :1 2%。电导率由 2. 02S/cm 逐渐变为 2. 21S/cm，再 到2. 40S/cm，导电性能提升幅度为20%，同时相应调整后加料间隔和加料量。电解温度由 945°C逐步降低到880°C，槽电压降低为3. 80V,电流效率保持在92. 9%左右，吨铝直流电耗 由13150kW h降低为12160kW h，单槽每年因降低单位电耗而降低成本约19. 2万元。实施例2某铝电解槽，其系列设计电流强度180kA，槽电压为3. 94V，电解温度为935°C，电 流密度经现场测算为0. 81A/cm2，极距经现场测量为3. 8cm左右。实际电流效率经盘存分析 为92. 8%。因其生产组织水平很高，极距已经很低，通过降低极距来降低槽电压以减小单位 生产能耗的空间很小，因此采用低温高导电解质组成来达到进一步降低槽电压的目的。将 电解槽中电解质熔剂通过填平补齐后逐步调整为低熔点高导的电解质成分，槽内电解质最 终组重量比成为NaF 50 53% ；KF :5 6% ；LiF :6 7% ；A1F3 27 29% ；CaF2 5 6% ；MgF2 :1 2% ；NaCl :2 3%。电导率由 2. 08S/cm 逐渐变为 2. 31S/cm，再到 2. 50S/ cm，最后达到了 2. 60S/cm，导电性能提升幅度为25%，同时相应调整后加料间隔和加料量。 电解温度由935°C逐步降低到860°C，槽电压降低为3. 70V,电流效率保持在92. 9%左右，吨 铝直流电耗由12650kW*h降低为11900kW*h，单槽每年因降低单位电耗而降低成本约15. 2 万元。实施例3某铝电解槽，其系列设计电流强度200kA，槽电压为4. 07V,电解温度为943°C，电 流密度经现场测算为0. 73A/cm2,极距经现场测量为4. 3cm左右。实际电流效率经盘存分 析为91. 9%。因其槽电压相对较高，同时电流效率也相对较低，因此选择低温高导电解质 组成，将电解槽中电解质熔剂通过填平补齐后逐步调整为低熔点高导的电解质成分，槽内电解质最终重量比组成为NaF 53 55% ;KF :6 7% ；LiF :5 6% ；A1F3 25 27% ； CaF2 :4 5%;MgF2 :2 3%;NaCl :0 1%。电导率由 1. 98S/cm 逐渐变为 2. 21S/cm，再到 2. 40S/cm，最终调整到2. 51S/cm，导电性能提升幅度为27%，同时相应调整后加料间隔和 加料量。电解温度由945°C逐步降低到872°C，槽电压降低为3. 72V，电流效率保持在92. 3% 左右，吨铝直流电耗由13200kW h降低为12000kW h，单槽每年因降低单位电耗而降低成 本约27. 0万元。 上述的实施实例仅仅是本发明的典型实施方式进行描述，在不脱离本发明设计构 思前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应 在本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已全部记载在权利要求书中。
权利要求
一种降低铝电解槽单位生产能耗的方法，其特征在于(1)在电解槽电解过程采用低熔点高导电的碱性电解质熔剂，控制电解质熔盐电导率为2.4-2.6S/cm；(2)控制电解温度860～880℃；(3)控制槽电压为3.70～3.80伏。
2.根据权利要求1所述的一种降低铝电解槽单位生产能耗的方法，其特征在于所述 的在电解槽熔盐中加入的低温高导电性的电解质熔剂，加入量视电解槽内存量电解质特性 而定，一般不超过槽内熔体原有电解质质量的10%，槽内电解质重量比组成为NaF:48 55% ；KF :4 7% ；LiF :5 7% ；A1F3 25 30% ；CaF2 :3 6% ；MgF2 :0 3% ；NaCl 0 3 % 。
3.根据权利要求1所述的一种降低铝电解槽单位生产能耗的方法，其特征在于保持电 解槽极距不变而通过提高电解质导电性能而降低电解过程槽电压。
4.根据权利要求1所述的一种降低铝电解槽单位生产能耗的方法，其特征在于保持电 解槽极距不变而通过降低电解质初晶温度和电解温度而提高电解过程电流效率。
5.根据权利要求1所述的一种降低铝电解槽单位生产能耗的方法，其特征在于通过降 低电解槽槽电压和提高电流效率而降低电解槽单位生产能耗。
全文摘要
一种降低铝电解槽单位生产能耗的方法，涉及一种铝电解槽生产工艺的改进方法。其特征在于(1)在电解槽电解过程采用低熔点高导电的碱性电解质熔剂，控制电解质熔盐电导率为2.4-2.6S/cm；(2)控制电解温度860～880℃；(3)控制槽电压为3.70～3.80伏。本发明的方法通过使用一种低熔点高导的铝电解用熔剂(电解质)，可减少单位电流电解质的电压降，提高电解槽电流效率，实现电解厂降本增效的目的。
文档编号C25C3/20GK101857961SQ20101020698
公开日2010年10月13日 申请日期2010年6月13日 优先权日2010年6月13日
发明者邱仕麟, 黄海波 申请人:中国铝业股份有限公司