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铝的精炼工艺_931054532_说明书_专利查询_专利网_高智网

鏃ユ湡;2019-07-29  鏉ユ簮锛毼粗  浣滆咃細admin

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  电解法冶炼精铝,目前国内外普遍采用的方法,是在电解法生产普铝的基础上,单独设立精炼厂或精炼车间,设置母液槽和精铝槽,以母液槽生产精炼用的电解质,以精铝槽采用三层液法冶炼精铝。这种生产方法,需建立一套独立于普铝电解的供电和整流系统,精铝车间的占地面积和供电设施的花费均较大。

  本发明的目的在于提供一种直接将精铝槽与普铝电解槽电串联生产精铝的方法,无需再建新的供电整流系统。

  众所周知,将精铝槽与普铝电解槽串联冶炼精铝,由普铝电解槽的阳极效应所引起的电流波动,会造成精铝槽发生阴极打火、翻铝等不正常现象,从而影响表层精铝的质量和槽的产量。本发明的核心内容即在于通过适当提高精铝槽内阳极铜铝合金中铜的含量,和对槽体采取保温措施,实现在电流强度不稳定情况下的正常生产。在电流强度波动时,如果槽内三层液分离不清楚或电流分布不均匀,会出现上述阳极打火、翻铝现象,对此,可采取提高阳极铜铝合金中铜的含量的办法来克服,提高铜的含量,既可增加阳极合金的导电性能,又能加大阳极合金的比重,使其与电解质层更清楚地分离。本发明中,阳极合金中的铜的含量从现有技术中的40-44%提高到45-49%。此外,电流强度向下波动过程中会引起槽温下降,为保持精炼铝的操作温度(720°-780℃),本发明精铝槽采用保温型槽体,并在槽的顶部加盖防尘罩,加盖防尘罩是因为普铝电解粉尘较大,如落入精铝槽会影响表面精铝的质量。

  此外,本发明不另设母液槽生产电解质,而采取在精炼之前直接用精铝槽生产电解质,待生产的电解质足以满足一个周期的精炼生产后,即可进行精铝生产。

  本发明精铝槽电解过程向阴极析出理想,提纯效果较佳,加入的阴极普铝液杂质含量较快地降低,在半个月内就可达到高二级品位(A1>99.95%)的精铝。利用本发明,不用花费大量投资建设精铝厂(车间),只要在60KA电解厂改建一些电解槽为精铝槽即可实现容量为60KA的精铝生产。

  本发明精炼槽焙烧、启动、精炼过程与现有三层液法精炼铝技术相同,其它一些主要参数如下:

  图中,槽内三层液自上而下分别为阴极铝液层〔1〕,电解质层〔2〕和阳极铜铝合金层〔3〕,槽内衬〔6〕采用镁炭砖、保温砖、硅酸钙板填充,在槽侧〔4〕和槽底〔5〕的表面敷贴有一层硅酸钙保温板,槽的上部置有保温板〔7〕和防尘罩〔8〕。槽底炭块〔10〕采用半石墨化炭块,以降低槽压降。

  1、焙烧:灌入电解槽普铝液,然后将石墨电极〔9〕的下部埋入铝液,接通电源,加盖组分为氯化钡、氟化铝、冰晶石的保温料,电解4-6天,使保温料熔化。

  2、启动阶段:待炉温升至650℃-700℃时提升阴极,加普铝电解槽液体电解质(组分为:冰晶石、氟化钠、氟化铝),再加入电解铜,并补充氯化钡,使槽内铜铝合金和电解质的成份分别控制在前述铜铝合金和电解质范围内,电解1-2小时,从槽内取出电解质备冶炼精铝时使用。

  3、精炼阶段:将焙烧过程中灌入的铝液换成高五铝或特一铝液,生产6-8天后,将石墨阴极更换成精铝固体阴极,更换时应使炉温保持在800℃以上,此后转入正常生产。在生产过程中固体铝阴极会不断地消耗,更换这些固体铝阴极时,为使槽内电流分布均匀,不致出现阴极打火、翻铝等现象,应采用交替更换的办法,使得铝阴极的更换在时间上错开。

  下面给出了按本实例所述方法生产的两种精铝产品经“国家轻金属质量监督检验中心”检验的数据和生产过程中电流波动的情况:

  表中两种产品均达到高一级品位精铝(A1>99.99%)的标准。本实施例采用固体精铝阴极生产与采用石墨阴极相比,生产成本大大降低,因为精铝固体阴极可以循环使用,同时精铝槽槽底、槽侧散热较少,有利于节能,加上槽底炭块采用半石墨化炭块,可使每吨铝的生产成本降耗700-1000KWH,吨铝电耗降低到1850KWH以下。


 
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