鋁電解槽中雜質(zhì)鐵含量變化原因淺析

李銘劍

摘 要：通過數(shù)據(jù)分析電解槽出鋁后鋁水中鐵含量的變化，認為電解槽內(nèi)鐵增加，原鋁質(zhì)量中鐵含量就會上升。影響電解槽中鐵含量的主要原因是生產(chǎn)過程中其它環(huán)節(jié)帶入的，生產(chǎn)過程中嚴格控制電解質(zhì)水平和加強清理覆蓋料中的鐵，可有效控制電解槽中的鐵含量。

關(guān)鍵詞：電解鋁;鐵含量;覆蓋料

引言

鋁電解槽中雜質(zhì)鐵的含量對電解鋁企業(yè)，生產(chǎn)高品質(zhì)產(chǎn)品、樹立良好的形象企業(yè)有著極為重要的作用，因雜質(zhì)鐵的含量高低直接影響低鐵鋁和合金產(chǎn)品的質(zhì)量[1]。因此，分析鋁電解槽中雜質(zhì)鐵含量變化顯得極為重要[2]。本文將通過數(shù)據(jù)分析，淺析鋁電解槽中雜質(zhì)鐵含量的變化原因。

1 分析電解槽出鋁后鋁水中鐵含量的變化

為了便于統(tǒng)計分析，此文以GB/T1196重熔用鋁錠標準中的Al99.85牌號指標中對鐵含量的要求進行分析。牌號Al99.85的標準要求是Fe含量不大于0.12%，雜質(zhì)總和不大于0.15%。

目前我公司原鋁中S i 含量穩(wěn)定在0. 03 ～ 0. 04 % ， Ga 含量穩(wěn)定在0.01～0.02%之間，要想原鋁鐵含量不超過Al99.85的標準要求，在控制其它雜質(zhì)的條件下，鐵含量需保持不大于0.11%。統(tǒng)計以往的Al99.85原鋁的鐵含量發(fā)現(xiàn)其變化范圍在0.09～0.11%之間，且絕大部分在0.10～0.11%之間。

統(tǒng)計原鋁盤存歷史數(shù)據(jù)得出平均單臺槽存鋁量為34.745t。根據(jù)原鋁月產(chǎn)量得出平均每天每臺槽產(chǎn)出鋁水為2.93t。

分別統(tǒng)計鐵含量在0.09～0.13%的條件下，分析出鋁后鐵含量的變化表格如下：

此情況在原料和生產(chǎn)過程不帶入鐵的理想狀態(tài)下的分析，從上表也可以看出，每當電解槽內(nèi)增加3kg左右的鐵，原鋁質(zhì)量中鐵含量就會上升0.01%。

2 分析主要生產(chǎn)原料中的鐵含量的帶入情況

電解鋁生產(chǎn)主要原料為氧化鋁、氟化鋁和陽極炭塊。通過分析某月的分析報告，得出氧化鋁和氟化鋁平均鐵含量為0.01%（標準要求不大于0.02%），陽極炭塊中的鐵含量的平均值為0.065%。根據(jù)當月月報數(shù)據(jù)，得知氧化鋁單耗為1919kg/tAl，氟化鋁為16.39kg/tAl，陽極陽極單耗474.49kg/tAl。

從以上數(shù)據(jù)可計算出原料鐵含量的帶入量如下：氧化鋁帶入鐵量0.562Kg/天，氟化鋁帶入鐵量0.005Kg/天，陽極炭塊帶入鐵量0.904Kg/天。

3 對比電解槽出鋁帶出的鐵和主要原料帶入的鐵平衡情況

（1） 不同鐵含量槽每天的鐵含量的帶入與帶出的比較如下：

從上表可以看出，將每天原料帶入的鐵含量和出鋁帶出的鐵含量比較，理論上電解槽的鐵量應該會逐步下降，最終鐵含量將在0.05-0.06%之間保持動態(tài)平衡。

（2） 從以上分析可以看出，雖然原料帶入一部分鐵，但是與出鋁帶出的鐵比較，其中還有差量，這些差量鐵的來源，就應該從其它方面查找分析。比如陽極涮爪涮炭碗、陽極涮底和打殼鐵錘掉入槽內(nèi)等現(xiàn)象和覆蓋料中的鐵帶入情況。

（3） 分析導桿修理中因為鋼爪涮爪造成的修理量，其中某月更換了580個爪頭，每個新鋼爪的重量為35kg，平均按涮掉鋼爪的1/3計算，僅當月份有6766.67kg的鐵進入電解槽中，根據(jù)換極數(shù)計算出平均每天至少有218.28kg的鐵進行電解槽。

（4） 覆蓋料中的鐵含量分析。覆蓋料因其的不均勻性，經(jīng)分析50多批的結(jié)果，其鐵含量在0.3-0.5%之間，取平均鐵含量值約為0.4%。電解槽每個區(qū)每天有3/10的槽需換極，每次換極需補充覆蓋料約600公斤，可計算出每次換極從覆蓋料中帶入的鐵含量約為2.4Kg。

鐵含量的帶入和帶出分析動態(tài)平衡如下：

按此條件計算，目前的電解原鋁質(zhì)量在不考慮涮爪的情況下，其電解槽中的鐵含量在0.13-0.14%之間，因覆蓋料的不均勻性，所以每次換極后電解槽的鐵含量就會發(fā)生變化。

4 結(jié)束語

通過數(shù)據(jù)分析電解槽出鋁后鋁水中鐵含量的變化，認為電解槽內(nèi)鐵增加，原鋁質(zhì)量中鐵含量就會上升。電解鋁生產(chǎn)用原料中的鐵含量并不是影響電解槽中鐵含量的主要原因，主要是生產(chǎn)過程中的其它環(huán)節(jié)中的鐵帶入，如涮爪和覆蓋料中的鐵，只有在生產(chǎn)過程中控制好電解質(zhì)水平和加強清理覆蓋料中的鐵，就可有效的控制電解槽中的鐵含量。

參考文獻：

[1] 殷恩生.160KA中心下料預焙鋁電解槽生產(chǎn)工藝及管理.中南工業(yè)大學出版社，2000，4.

[2] 邱竹賢.預焙槽煉鋁（第三版）.北京.冶金工業(yè)出版社，2005，1.

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