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中铝郑州研究院高钾电解质体系铝电解节能技术达国际先进水平
河南有色金属网站 时间:2021-11-10 15:15 来源:

中铝郑州研究院成功研发了高钾电解质体系铝电解节能技术,解决了高钾电解质体系下难以获得较好经济指标的技术难题,提高了相关电解铝企业市场竞争力,填补了国内外工业高钾电解质体系系统性研究的技术空白,促进了铝工业技术进步和健康可持续发展。

在我国贵州和重庆等西南地区的铝土矿中含有相对偏高的钾,采用该地区铝土矿生产的氧化铝含有相对偏高的氧化钾。在铝电解过程中,这些氧化钾随氧化铝进入铝电解质中后形成氟化物(通常认为是氟化钾),并不断富集,成为较高氟化钾含量的高钾电解质体系。高钾电解质体系对铝电解生产具有显著影响。以国内某企业为例,铝电解质中的KF含量达到了5%左右,电流效率偏低、能耗偏高、炭渣不易分离导致炭渣量高、电解质含碳量高、下料口易堵卡、电解槽运行不稳定、电解槽易产生沉淀和结壳、侧部散热大,这些特征成为了该企业铝电解生产过程中的难题。目前仅在我国西南地区,具有高钾电解质体系的电解铝产能高达200万吨以上。

中铝郑州研究院自2018年起,与国内某企业通过项目形式开展合作,对高钾电解质体系下如何提升铝电解槽技术经济指标进行深入研究,经过两年多的探索试验研究,揭示了高钾电解质体系的物化特征和工艺参数对其性能影响的机理和规律,针对高钾电解质体系的特征和实际问题,开展了降低电解质碳含量、降低效应系数和优化能量平衡等研究,制定了工艺技术规范,形成了高钾电解质体系下的工艺参数精准控制技术、氧化铝浓度控制技术和能量平衡控制技术,开发出了高钾电解质体系下铝电解系统节能技术,该技术在该企业全系列推广应用后,效果显著。

推广应用后,系列整体平均电压从3.943V降至3.894V,降低约50mV;直流电耗从12988kWh/t-Al降至12812kWh/t-Al,节电176kWh/t-Al,折合吨铝减排二氧化碳107.4kg,推广应用两年来,累计节电1.24亿度,节电效益4025万元,减排二氧化碳7.6万吨,经济和社会效益显著,整体技术达到国际先进水平。