降低鋁液鐵含量的措施與途徑

摘 要：介紹了電解鋁液中的雜質(zhì)含量成分，以及主要雜質(zhì)鐵的影響與危害，并分析了鐵雜質(zhì)的帶入來源。針對(duì)鋁液中鐵雜質(zhì)一旦帶入，就很難清除出去，只能采取稀釋解決的辦法，提出了通過嚴(yán)格原料供應(yīng)、進(jìn)行破碎料除鐵、加強(qiáng)工藝過程控制等措施與途徑，嚴(yán)格控制鐵雜質(zhì)帶入的方法來降低鐵含量。

關(guān)鍵詞：電解鋁液；鐵雜質(zhì)；破碎料；除鐵；工藝過程控制

一、電解鋁液雜質(zhì)含量分析

電解鋁液是指以冰晶石作為熔劑，氧化鋁為熔質(zhì)，以強(qiáng)大的直流電通往電解槽內(nèi)，使陰陽極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)后的陰極產(chǎn)物。電解鋁液經(jīng)鑄造配料、凈化除渣、鑄造冷卻后形成原鋁錠，是原鋁錠的主要原料，其中含有20多種金屬雜質(zhì)，主要是鐵與硅。在多年生產(chǎn)實(shí)踐中，我公司鋁液硅含量較低且保持平穩(wěn)，而鐵含量波動(dòng)較大。鐵雜質(zhì)的增多會(huì)降低鋁的塑性，其含量升高到一定程度會(huì)導(dǎo)致鋁液品位的降低，會(huì)影響后序鑄造配鋁工作，造成成品質(zhì)量下降，進(jìn)而影響到產(chǎn)品銷售收益。所以，降低鋁液鐵含量是提升質(zhì)量的必然選擇。

電解鋁液雜質(zhì)成分表：

二、電解鋁液鐵雜質(zhì)的帶入分析

根據(jù)電解鋁生產(chǎn)流程與特點(diǎn)，考慮電解鋁液鐵含量的主要帶入來源有氧化鋁、陽極、氟鹽、破碎料等原料以及電解生產(chǎn)工藝影響。為具體衡量鐵雜質(zhì)的帶入，開展鐵平衡分析。所謂的鐵平衡分析，是指綜合考慮各種原料的單耗及鐵雜質(zhì)含量，測(cè)算原料帶入的鐵含量，并與實(shí)際鐵含量做比較，發(fā)現(xiàn)問題，找到影響鐵升高的主要因素。

（一）原料帶入的鐵

原料主要包括氧化鋁、陽極、氟鹽、再生電解質(zhì)、破碎料等。其中破碎料是指經(jīng)破碎后的電解質(zhì)塊，其與氧化鋁一起覆蓋于陽極上，隨著生產(chǎn)的進(jìn)行而消耗，這部分原料因經(jīng)過多次循環(huán)利用和沾附較多的陽極鋼爪氧化鐵，其鐵含量較高。經(jīng)過鐵平衡分析，發(fā)現(xiàn)，由原料帶入的鐵貢獻(xiàn)比為82.8%，其中破碎料貢獻(xiàn)率為59.8%；

（二）電解生產(chǎn)工藝影響帶入的鐵

電解生產(chǎn)工藝影響主要是指生產(chǎn)過程中發(fā)生鐵器具、化錘頭、化鋼爪及其它異常等。工藝影響帶入鐵的貢獻(xiàn)率為%17.2%。

1.化鐵器具主要包括諸如氧化鋁耙子、鐵鉤子、碳渣勺、鋼釬、鐵鍬、取樣勺、吸鋁包管等，這類鐵器具在操作過程發(fā)熱或在槽內(nèi)停留時(shí)間過長(zhǎng)，不可避免地發(fā)生化鐵而引起鐵含量升高。

2.化打擊錘頭是指打擊錘頭因與殼面發(fā)生摩擦，并且每次會(huì)浸泡電解質(zhì)中2-3秒，發(fā)生的自然消耗。而且如果打擊錘頭粘電解質(zhì)，殼頭包嚴(yán)重而不能回位就會(huì)長(zhǎng)時(shí)間浸泡在電解質(zhì)中熔化，造成鐵含量的升高。

3.化鋼爪也會(huì)引起鐵含量的升高，一是由于電解質(zhì)水平保持過高泡涮鋼爪，二是由于殘極過薄底部透爪或化爪，三是陽極脫極掉塊或殘極過薄時(shí)發(fā)生化爪。

4.其它原因。當(dāng)爐底破損或側(cè)部滲漏時(shí)也會(huì)導(dǎo)致鐵含量升高。

三、電解鋁液鐵含量降低的措施與途徑

（一）完善微量元素標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)控原料鐵含量。嚴(yán)格采購氧化鋁、陽極的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)結(jié)合多年生產(chǎn)實(shí)踐，制訂了煅后焦、陽極微量元素標(biāo)準(zhǔn)。要求氧化鋁鐵含量要求控制到0.02%以下，煅后焦鐵含量控制在400ppm以下，陽極鐵含量控制在500ppm以下。

（二）投入破碎料除鐵系統(tǒng)，降低破碎料鐵含量。一是要求電解每班清撿明鐵，將鐵器具等雜物撿選出來并稱量；二是在電解質(zhì)塊破碎料系統(tǒng)增設(shè)永磁除鐵設(shè)備，利用重力分離鐵金屬與電解質(zhì)塊；三是專人監(jiān)督負(fù)責(zé)除鐵設(shè)備的運(yùn)行，確保正常運(yùn)行，保證除鐵效果。

（三）精細(xì)化帶鐵工具進(jìn)槽的作業(yè)，當(dāng)鐵工具溫度過高時(shí)要冷卻或更換再用。使用鐵勺取樣時(shí)，要每2-3臺(tái)就更換一次樣勺，在用鐵勺撈碳渣時(shí)要使用完好工具，避免鐵勺熔化或掉入，出鋁時(shí)前要先檢查保證包管結(jié)實(shí)完好，進(jìn)行邊部操作時(shí)要檢查打擊頭質(zhì)量，防止打擊頭掉入槽內(nèi)。

（四）對(duì)打擊錘頭熔化的現(xiàn)象，實(shí)施打殼下料方式改變、延長(zhǎng)打殼動(dòng)作時(shí)間，使錘頭的動(dòng)作次數(shù)減少，減少錘頭的溶化，同時(shí)延長(zhǎng)了錘頭表面溫度降低時(shí)間，杜絕了錘頭包的產(chǎn)生，減少了人為清理錘頭包造成的錘頭掉落。

（五）對(duì)化鋼爪引起的鐵升高，主要措施有：一是嚴(yán)肅工藝紀(jì)律，合理保持電解質(zhì)水平，將電解質(zhì)水平保持在18-21cm 間，避免過高的電解質(zhì)水平，減少浸化爪可能；二是使用陽極保護(hù)環(huán)，保護(hù)磷鐵環(huán)與鋼爪不受浸涮；三是針對(duì)陽極脫落或殘極過薄的情況，強(qiáng)化炭素陽極生產(chǎn)管理，合理摻配煅后焦，嚴(yán)格殘極除鐵和配比，將殘極配比控制在10-15%間，提高陽極質(zhì)量。

（六）對(duì)爐底破損或側(cè)部滲漏的情況，要強(qiáng)化大小修槽的監(jiān)制管理，使用合格陰極材料，并在運(yùn)行過程中嚴(yán)格執(zhí)行工藝紀(jì)律，加強(qiáng)巡視檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理，避免發(fā)生漏爐事故。

四、實(shí)施效果

通過以上措施與途徑的實(shí)施， 10月份鋁液鐵含量平均值降至0.130%。從鐵平衡分析表看，原料鐵含量得到控制，尤其是碎料鐵含量下降了0.08個(gè)百分點(diǎn)，其帶入的鐵下降0.02個(gè)百分點(diǎn)，電解生產(chǎn)工藝帶入的鐵下降0.01個(gè)百分點(diǎn)。

五、結(jié)語

電解鋁液作為原鋁錠最主要的原料，其質(zhì)量高低直接影響原鋁錠質(zhì)量的高低，對(duì)提升企業(yè)質(zhì)量效益，增加產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力具有積極作用。電解鋁液鐵含量的下降，需從源頭把關(guān)，嚴(yán)格控制帶入，以提供優(yōu)質(zhì)的原材物料做前提，但還要以嚴(yán)格的工藝過程控制為保障，嚴(yán)格工藝標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范工藝操作，對(duì)提高電解鋁液質(zhì)量至關(guān)重要。

參考文獻(xiàn)：

[1]炭素工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).

[2]電解工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).