电解铝生产中冶金级氧化铝的质量问题

电解铝生产中冶金级氧化铝的质量问题

曾晖

吉利百矿集团有限公司

摘要：冶金级氧化铝是铝电解的基本原料，同时也是铝电解系列干法烟气净化系统的吸附剂，其对氟化氢吸附性能的好坏直接影响到烟气处理效果。在环保要求日益严格的当代，氧化铝的吸氟性能显得尤其重要。在不同温度下进行了拜耳法氧化铝对水蒸气和氟化氢的静态吸附实验，得出了氧化铝吸附水蒸气和氟化氢的行为规律以及温度和氧化铝中附着水含量对氟化氢吸附性能的影响规律。研究结果为优化铝电解干法烟气吸附系统提供数据支撑。

关键字：冶金级；氧化铝；质量问题

1、前言

其实国内对于氧化铝的使用是很早之前就存在的，但是国内企业在氧化铝生产这一质量管控方面还存在问题不足，尤其是生产工艺这一方面，因为工艺存在一定的问题，所以生产出来的氧化铝质量也存在一些问题，产品本身的粒度分布不是很好，平均粒径比较小，强度比较低，这就导致在电解过程当中因氧化铝质量的问题对电解铝生产造成影响。

2、国内外对于冶金级氧化铝的质量状况的比较

现在国内的环保标准不断的在提高，对于电解铝工业也有了更高的要求，但是国内的氧化铝产品生产出来的时候却存在一定的质量问题，这是会严重影响当前的铝工业的发展，所以想要获得更好的发展，那么就需要就现在氧化铝产品当中存在的问题进行改善。而在改进的第一步就是对冶金级氧化铝的质量进行技术上的优化。其实国内和国外在冶金级的氧化铝上有一定的对比。国内的氧化铝的生产速度是有一定程度的发展的，但是国内的电解铝工业的增长速度也是非常的快，进口的氧化铝的数量已经接近消费量的一半，这个数字是非常吓人的。所以现在就是需要国内的氧化铝生产效率不断的提高，这样才能保证国内的氧化铝的消耗。其次就是对国内外的氧化铝的化学成分进行了对比，其实两者的氧化铝在化学成分上并没有加大的差别，但是化学成分的含量上就有很大的差别。并且从化学成分含量当中也可以看出的是国内的氧化铝含杂质是非常多的，而国外的氧化铝杂质含量是比较少的，所以这就导致国内的氧化铝的质量不是很好。除了化学含量上与国外有一定的区别之外，还有就是在物理性质上也有一定的区别。为了保证国内的氧化铝质量就需要了解氧化铝生产过程当中一些影响因素。

3、氧化铝质量对率电解过程当中的影响

氧化铝的生产有很多的过程，而这些过程当中有很多的步骤，这些步骤如果说存在问题，那么最终生产出来的氧化铝就会存在质量上的问题。氧化铝对于铝电解有很大的影响，尤其是氧化铝的输送、加料的方式、氧化铝的溶解等等。因此电解铝需要氧化铝在生产的时候要求对各个步骤有着一定的要求，这样才能够满足铝电解的要求。

3.1氧化铝质量对于输送过程的影响

现在很多的电解铝厂在进行电解过程当中需要用到氧化铝的时候，都是采用氧化铝的浓相或者是超浓相进行输送，这样主要是为了减少在输送过程当中的氧化铝的损失，同时也节省了不少的能源，但是这一点有一定的要求，那就是要求所输送的氧化铝本身的起尘性比较低，并且在输送的过程当中有比较好的流动性，这样在输送的过程当中更好的进行。那什么是起尘性，起尘性就是除了与粉尘自身的平均粒度有较明显的相关性之外，还与外界粉尘粒子自身的形状和氧化铝表面的粗糙程度有一定的关系。现在国内对起尘性是有一定的要求的，而且还为了保证氧化铝在运输的过程当中没有大量的磨损或者是破损，还需要氧化铝有一定的强度，这样就又对氧化铝的生产提出更高的要求。

3.2氧化铝质量对加料过程的影响

在进行铝电解的过程当中会涉及到氧化铝的加料，一般加料都是采用中间点式来进行加料，这样就能够实现氧化铝的快速溶解，但是采用这种方式进行加料这就对氧化铝的质量有一定的要求。在进行铝电解的过程当中是因系统来严格控制加料的量，而加料的时候主要将氧化铝放置到一定的容积当中，然后将容积中的氧化铝往下倾倒，所以这对于氧化铝的粒度分布、松装密度等等都有一定的要求。所以在进行氧化铝的生产的时候，一定要注意整个生产过程，不能够为了生产量而盲目的进行一些步骤。

3.3氧化铝质量对铝电解过程中的一些影响

因为在进行铝电解的过程当中是氧化铝起主要的作用，尤其是氧化铝在冰晶石熔体中的溶解是一个非常重要的阶段。但是如果氧化铝的质量存在问题，那么它在溶解的时候就会出现溶解过慢的现象，同时也会在电极的表面形成沉淀或者是软泥，时间久了就会形成结壳，这样就会导致阴极出现压降的现象。而且在进行氧化铝溶解的时候还取决于它在电解质中的溶解度和溶解速度，而这些又跟氧化铝本身的粒度、比表面积和氧化铝的含量有关，这些又直接是由氧化铝的生产过程而决定的。砂状氧化铝与中间状的氧化铝还是有一定的差别的，砂状的有更好的漂浮性，更大的比表面，这样就会有更高的表面活度，有能够更好的被溶解电解质湿润。所以很多情况下在进行铝电解的时候都是采用的砂状氧化铝，这样在进入到电解质的时候能够形成比较厚的漂浮状的电解质结块，当结块形成的时候能够延长溶解的时间，这样更有利于铝电解。

3.4氧化铝的化学纯度对于原铝质量上的影响

氧化铝本身就是属于化学物质，所以矿石当中氧化铝的化学纯度对于原本的铝矿质量有一定影响。而且氧化铝中的氧化钠对于铝电解质的成分和分子比的改变都是有一定的重要作用。同时有很多的时候为了保证电解质中成分的稳定，往电解质中添加过量的一些氧化钠，而这些过于的一些氧化钠主要是由氟化铝来进行平衡。其中氧化铝和碳素阳极都是氧化钙的重要来源，所以对其含量的控制都是非常重要的。在矿石当中硅和铁是主要的杂质，而这些杂质的存在会直接降低铝的导电率、耐腐蚀性和机械性能等等，除此之外，硅还会在进行铝电解的过程当中与氟化盐发生反应，这样就会造成氟的损失，而且氟还会污染周围的环境。其实在整个原矿当中氧化铝中的磷酸盐电解之后就会出现一些其他的杂质，这样也会导致铝电解电流的效率下降，使得制作出来的铝合金多孔变的脆弱。还有就是矿石当中有很多的元素，而这些元素对于铝的电导性和机械性能都有比较大的影响，尤其是铝中的钙能，对于铝电解的耐腐蚀性和机械性能都有一定的影响。还有就是氧化铝中的氢氧化铝和灼烧碱量也对氧化铝质量有一定的影响。

3.5氧化铝质量对电解烟气净化过程当中的影响

在进行铝电解的时候是会产生烟气，烟气中含有二氧化硫、氟化氢和氮氧化物等各类有害物质，对于周边环境会产生不良的影响，所以为了保护周围的环境，电铝厂在进行电解的时候就建立了排放烟气的干法净化系统，同时还能够利用氧化铝对氟化物的其他进行吸附，然后就返回到电解槽当中，这样就减少了氟化盐进入到环境当中。但是这一点就需要氧化铝具有一定良好的吸附性能与流动性能。所以现在对于氧化铝的要求就是需要有比较低的起尘性，还有就是有良好的流动性、溶解性，还需要有较强的吸附性和较低的杂质含量，这样的氧化铝在进行铝电解的时候也会更加的方便，而且效率也是非常高的。

4、结束语

虽然国内的冶金级氧化铝与国外的氧化铝在成分当中有一定的差异，而这个差异也就导致氧化铝在进行铝电解的过程出现很多的影响因素。例如原料的输送和添加，在电解过程当中所产生的烟气等等，这些都有比较大的影响。但是可以通过对氧化铝生产工艺进行改善，提高氧化铝质量，这样降低了电解铝工业节能降耗，也对周围的环境有很大的改善作用。

参考文献

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