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低温铝电解是铝业界最活跃的研究课题之一。低温铝电解的采用能够在有效地提高电流效率的同时降低能耗。本文以国家科技支撑计划项目课题“低温铝电解新技术开发”为依托,在河南林丰铝电公司四台400kA铝电解槽进行富集锂盐低温铝电解的试验研究,实现降低铝电解温度,提高电流效率、减少阳极效应系数和降低能耗的目的。 低温电解试验选取Li2CO3作为锂盐添加剂,采用阳极壳面添加的方式,保证锂盐的连续添加并减少挥发损失。用溶解性能更好的载氟氧化铝取代普通氧化铝,由槽控箱根据实时电压曲线自动加料控制氧化铝的浓度范围。试验后期电解温度降低到930℃以下,槽电压降到3.75V,效应系数降到0.15以下,电流效率稳定在92%左右,直流电耗降低到12600kWh/t-Al,原铝质量符合生产要求,各指标均较好,达到低温试验目的且电解槽可高效稳定运行。 研制并使用电解槽电压分布测试仪对低温电解槽进行测试,对测得不同锂盐浓度时期的电解槽电压分布曲线进行分析,研究锂盐的添加与电导率和电解质压降的关系。结果表明,随着电解质中锂盐含量的增加电导率呈明显上升趋势即电阻率降低,在同等极距的情况下锂盐的添加可有效降低电解质电压降和提高电导率。 对低温试验电解槽进行了能量平衡的测试与计算,结果表明低温试验槽的热损失分布情况与普通电解槽和电解槽应有的典型值比较接近,低温试验槽的热损失分布情况合理,很好地实现了槽底保温,槽侧上部散热的控制目标。同时各低温试验槽的炉帮形成均较好,炉帮平均厚度在8.8-10.6cm之间,各台槽A侧的炉帮普遍较B侧的炉帮略厚,这与A侧的散热损失小于B侧相吻合。林丰铝电低温试验槽能量利用率在47.5%-49.3%之间,平均为48.4%,高于普通电解槽,能量利用率较高。