低溫鋁電解生產(chǎn)工藝解析

李積山

（中國鋁業(yè)青海分公司，青海 西寧 810101）

前言

“低溫鋁電解生產(chǎn)工藝”是當(dāng)下乃至未來我國工業(yè)生產(chǎn)制造重要保障之一，其重要影響不言而喻。然而現(xiàn)階段有關(guān)我國低溫鋁電解生產(chǎn)工藝解析研究相對較少，基于該問題現(xiàn)狀，要求行之有效的方法對其進(jìn)行分析研究，如低溫鋁電解生產(chǎn)工藝-非傳統(tǒng)性、低溫鋁電解遠(yuǎn)景展望及研究方向等，本次研究對低溫鋁電解生產(chǎn)工藝進(jìn)行分析，有十分重要的理論意義。

一、低溫鋁電解概述

低溫電解鋁是一種在一定溫度范圍內(nèi)的電解技術(shù)，其溫度范圍主要為9000C-10000C之間。電解溫度是指在基于鋁電解形成后，在其形成過程中產(chǎn)生的電解質(zhì)溫度。所以，如何有效對其電解質(zhì)溫度進(jìn)行降低已成為當(dāng)下重要研究方向，通過分析發(fā)現(xiàn)，降低電解質(zhì)溫度主要方法包括對電解質(zhì)初晶溫度進(jìn)行降低、對電解溫度及初晶溫度進(jìn)行差值縮小。例如：鋁的熔點(diǎn)一般為7000C,基于該情況可以得出，其電解質(zhì)溫度一旦達(dá)到8000C后可以完成對“鋁”的電解。同時，經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)與分析，發(fā)現(xiàn)低溫電解具有諸多優(yōu)勢，具體如下：第一、對電解流程中的電流效率起到一定的提升效果，通過對相關(guān)數(shù)據(jù)分析得出，提升電流效率對工業(yè)生產(chǎn)價值作用頗大。其中，在其電解槽中只要電解降低十度后，就會促進(jìn)電流效率提升一個百分點(diǎn)。第二、在進(jìn)行電解鋁材料選擇方面應(yīng)該格外注意，材料的正確選擇對降低電解鋁溫度起到重要的影響作用。目前，我國對低溫電解鋁的主材料選擇主要以“氧化鋁”為主。主要是因?yàn)椤把趸X”自身價格及成本投入相對較為低廉，且吸水性能較好。同時，“氧化鋁”體積及重量較輕，方便于存儲及運(yùn)輸。

二、低溫鋁電解生產(chǎn)具體工藝分析

（一）低溫鋁電解生產(chǎn)工藝-非傳統(tǒng)性

基于當(dāng)下工業(yè)生產(chǎn)制造及市場需求，主要以非傳統(tǒng)低溫鋁電解生產(chǎn)工藝為分析案例，第一、氯化鋁融鹽電解，本章節(jié)對氯化鋁融鹽電解生產(chǎn)工藝進(jìn)行具體分析，氯化鋁融鹽電解主要以氯化鋁替換氧化鋁為主，將填料進(jìn)行重新配置，通過觀察分析后發(fā)現(xiàn)，其電解溫度較低，一般只保持在6000C 上下。另外，氯化鋁融鹽電解作為一種研究議題，一度被國內(nèi)、外諸多學(xué)者專家進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，通過常年實(shí)驗(yàn)分析，對其電解方法采用進(jìn)行總結(jié)，具體如下：1、通過技術(shù)應(yīng)用對鋁土礦中的氯化鋁進(jìn)行有效提??；2、是采用氯化鋁電解方式對其原鋁進(jìn)行提取。通過實(shí)驗(yàn)分析后發(fā)現(xiàn)，氯化物電解相對于傳統(tǒng)鋁電解，主要優(yōu)勢為電解溫度較低、產(chǎn)生的電能消耗不高。但其弊端性也較為突顯，主要是氯化鋁自身具有超強(qiáng)的腐蝕性，如在較長時間內(nèi)對其進(jìn)行使用，必然會對“電解槽”形成一定沖擊損害。第二、硫化鋁融鹽電解。實(shí)驗(yàn)分析后，發(fā)現(xiàn)硫化鋁融鹽電解法具有一定的特殊性，硫化鋁融鹽電解主要是將硫化鋁與硫化鈉進(jìn)行有效混合，并溶解在堿金屬氟化物及堿金屬硫化物當(dāng)中，然后采用融鹽電解方式對其“鋁”進(jìn)行提取。觀察分析后發(fā)現(xiàn)該電解方法在電解過程中也具有與氯化鋁融鹽電解相同特點(diǎn)，即電解溫度偏低，自身消耗較少等特征。可其缺點(diǎn)是“硫化鋁”不能直接獲取，必須通過“合成法”才能進(jìn)行有效獲取。另外，通過該方法會使硫化鋁電解過程中出現(xiàn)大量有毒氣體。所以，在實(shí)際應(yīng)用中無法更為科學(xué)、合理的施展發(fā)揮，存在相對的局限性。針對“硫化鋁融鹽低溫電解”方法的相關(guān)研究也較少。

（二）低溫鋁電解遠(yuǎn)景展望及研究方向

從長遠(yuǎn)戰(zhàn)略發(fā)展角度而言，低溫鋁電解生產(chǎn)工藝具有一定發(fā)展前景，從鋁電解工業(yè)企業(yè)發(fā)展角度出發(fā)，對鋁電解中的電解溫度進(jìn)行有效降低，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)的利益最大化及生產(chǎn)技術(shù)突破，圖1為2015-2018年我國鋁電解產(chǎn)量：

圖1 2015-2018年我國鋁電解產(chǎn)量

從圖1中可以看出，我國鋁電解產(chǎn)量逐漸遞增，表明技術(shù)應(yīng)用與實(shí)際需求都明顯提升。同時，在日后有關(guān)低溫鋁電解研究實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)該側(cè)重從具體研究方向出發(fā)，具體如下：第一、對添加劑進(jìn)行合理應(yīng)用，并對電解質(zhì)內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)進(jìn)行及時改善、優(yōu)化，主要包括對電解質(zhì)溫度進(jìn)行降低、對電解效率進(jìn)行提升等方面。第二，加強(qiáng)對相關(guān)科學(xué)技術(shù)的投入應(yīng)用，將技術(shù)創(chuàng)新的作用發(fā)揮充分體現(xiàn)出來。另外，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況，選擇型號新、性能強(qiáng)的電解槽投入到實(shí)際電解應(yīng)用當(dāng)中。其目的是對電解槽中電解質(zhì)的有效循環(huán)進(jìn)行強(qiáng)化。第三，從效果優(yōu)化的角度出發(fā)，使低溫電解質(zhì)與惰性電極進(jìn)行相互關(guān)聯(lián)。使其電能消耗最大程度上得以節(jié)約，并大限度提升了電解鋁的實(shí)際生產(chǎn)效率。最后，從生產(chǎn)成本方面也起到一定降低作用[6]。第四，應(yīng)該加強(qiáng)對相關(guān)技術(shù)人員的培養(yǎng)力度，以工業(yè)生產(chǎn)為主，對專業(yè)性應(yīng)用型人才進(jìn)行側(cè)重培養(yǎng)，對其進(jìn)行培訓(xùn)活動及課程，并與工業(yè)技術(shù)院校進(jìn)行長期校企合作，通過校企合作模式可以起到后備人才存儲的實(shí)際作用。

結(jié)論：綜上所述，通過對低溫鋁電解生產(chǎn)工藝進(jìn)行分析研究，主要包括：低溫鋁電解概述、低溫鋁電解生產(chǎn)具體工藝分析，其包括低溫鋁電解生產(chǎn)工藝-非傳統(tǒng)性、低溫鋁電解遠(yuǎn)景展望及研究方向等，從多方面、多角度對低溫鋁電解生產(chǎn)工藝及發(fā)展遠(yuǎn)景進(jìn)行闡述，為下一步工作開展奠定堅實(shí)基礎(chǔ)。