原创 铝电解槽阳极效应与隔热防腐

电解槽阳极效应

现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃-970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，即电解。

Al2O3熔点：2050℃，Al:660℃

一、烟气氟化物

二元相图：冰晶石：Na3AlF6，氧化铝：Al2O3

三元相图：冰晶石：Na3AlF6，氧化铝：Al2O3，氟化物：AlF3、NaF、MgF2、CaF2、LiF（25kg）

2Na3AlF6+3H2O=2Al2O3+6NaF6+6HF

2AlF3+3H2O=Al2O3+6HF

2NaF+H2O=Na2O+2HF

C+4[F]=CF4/C2F6（阳极效应）

预焙槽生产中，烟气中总氟约为20-40kg/t-Al，粉尘量也大，大气污染负荷占整个电解铝生产系统的99%以上。

烟气中的HF是一种有毒的气体污染物，会引起骨质硬化，骨质增生、气管炎等疾病。

CF4/C2F6温室效应分别是CO2温室效应的6500和9200倍。

铝电解槽

二、阳极效应

阳极效应是熔盐电解特有的现象，而以电解铝生产表现优为明显。阳极效应是阳极和电解质之间电流的传输受到抑制而产生的阻塞现象。恒电流条件下，槽电压突然增大。不同电流密度下，其值增到15 V甚至130 V;高频下，槽电压在很大范围内变化;高压下，听到爆裂声，阳极表面产生火花。此时除了CO2、CO外，阳极气体中还包含有碳氟化物，如CF4和C2F6。

生产中当阳极效应发生时，电解槽电压急剧升高，达到20～50V，有时甚至更高。它的发生对整个电解系列产生很大影响，使电流效率降低，影响电解各个技术指标，且使铝的产量和质量降低，破坏了整个电解系列的平稳供电。

在处理的方法上有两种：用效应棒（木棒）熄灭，或降低阳极，增加氧化铝的下料量，达到熄灭阳极效应的目的。

电解槽车间地面绝缘

三、阳极效应利弊

利：检查电解槽生产状态、冷槽时提供热量、清理碳渣和阳极底掌、规整槽膛，适当的阳极效应有利于生产

弊：电压升高、电流效率降低、电耗增加、铝损失加大、破坏热平衡、结壳融化、全氟化碳析出

四、阳极效应机理

润湿理论：

由于电解液对阳极的润湿性改变所致。当电解液内氧化铝浓度很高时，电解液对阳极的湿润性很好，反应过程中产生的气泡很容易从阳极上排挤掉；当氧化铝浓度降低时，电解液对阳极的润湿性变差，阳极上的气泡不易被排开，于是小气泡合并成大气泡，使电解质-阳极间形成一层导电不良的气膜，阳极过电压增大，从而发生阳极效应。

扒渣器防粘渣

阳极过程改变理论

阳极效应的发生是由于随电解过程的进行，电解质中含氧离子逐渐减少，达到一定程度后，则有氟析出，所析出的氟与阳极炭作用成成碳氟化物。炭氟化物在分解时又析出细微的碳粒附在阳极表面上，而后导致电解质不能很好的湿润阳极而引起阳极效应。

五、临界电流密度

在一定条件下电解槽上发生阳极效应时的电流密度。

影响因素：

电解槽含氟烟气支管

六、产品应用

电解槽保温隔热涂料采用耐温1000度的，而铝液混合炉采用耐温2000度的即可，电解槽含氟化氢的烟气处理系统则可以采用ZS-1033这款重防腐涂料。返回搜狐，查看更多