电解铝生产工艺优化措施分析

电解铝生产工艺优化措施分析

师剑虹,李明

青海海源绿能铝业有限公司 青海 西宁 811600

摘要：近几年来，我国的铝的产量在世界上占据优势的位置，但是电解铝生产技术的应用却相对比较落后，存在更多的问题，特别是在节能和环保方面的问题是比较严重的。在国家提出节能减排的发展背景下，针对电解铝的工艺技术进行节能减排的有效研究是非常重要的，这也是未来发展的一个主要趋势，因此本文将深入的分析关于电解铝生产工艺的有效优化措施。

关键词：电解铝；工艺技术；节能减排

在上个世纪50年代，我国开始发展电解铝工艺，目前可以看出已经形成了一个相对比较完善的产业链，为社会各个领域的有效进步提供了更多的材料。从产量上来看，我国在世界上占据优势的位置，但是从技术的应用方面来看，我国还存在很多的问题，所采取的电解铝生产工艺和国外相比要落后很多。虽然说我国的电解企业数量比较多，但是这些企业的规模却并不是很大，生产技术比较落后，能耗比较高，产生的污染也非常的严重，在未来我国的电解铝工艺发展面临的挑战是非常严重的。

1我国电解铝发展现状

从行业的生产情况进行分析研究，能够了解到我国的电解铝企业普遍面临着的一个问题就是能耗效率比较高。一些规模比较小，资金存在短缺的企业，对于能耗方面的问题非常的重视，却无法找到有效的措施解决。还有一些企业在进行技术优化的过程当中，也容易面临严重的瓶颈问题，如果使得电压强行的降低，那么就会对电解槽的热吸收造成一定的影响，从而使得产品的质量不断的下降。但是受到整流系统性能所产生的影响也无法取得良好的效果，实际上电压的控制和电流的效率两者是相互矛盾的，电压下降会随之而导致电流的效率不断的下降。因此需要保持两者达到一定的平衡性，但是这个平衡无法得到有效的把控。涉及到的数字建模问题相对来说也是比较复杂的。也有企业从管理的角度上入手，对于工艺生产的流程进行规范和标准，尽量的减少人为造成的能耗。除此以外，我国的电解槽控制系统的性能相对来说比较差，无法满足在当下下铝工业发展的一些需求，而且很多企业因为资金的一些影响和限制，所以没有在研发上投入足够的资金，这也是对我国电解铝工艺能耗进行优化造成限制的一个主要因素。

2电解铝生产技术存在的缺陷

2.1技术水平有待提高

在目前我国独立进行电解铝生产工艺的研究工作仍然处于发展的阶段，无论是相关的技术研究，还是所积累的实践经验都有短缺的情况，在研究探索当中遇到了更多的问题。再加上有关科研人员针对特大型铝电解槽技术的研究还有待发展，有一定的空间，导致电解铝生产技术在电解铝生产领域的应用效果相对比较差，电解铝的生产流程以及产品的指标无法达到行业内的有效标准。

2.2工艺设备技术落后

在当前电解铝生产企业针对一些新型的工艺设备以及先进技术的应用效果是相对比较差的，尤其是在电解铝生产比较关键的核心环节，对于相关阴极破损的原理以及在这方面的规律没有充足的掌握，没有办法对电解槽的使用周期进行延长，导致电解槽无法遵守特定的使用年限，正常稳定的进行生产，设备损坏的几率不断的提升。除此以外，在应用的过程当中多见电流分布不均匀的情况产生也会导致能量的消耗不断的增加，也会使得运行过程当中电解槽物理场受到一些不稳定的负面的影响，无法有效的对热平衡进行严格的调控。再加上电解槽电阻的敏感性也比较高，所以非常容易受到外部因素的一些影响。电解槽出现的惯性及阳极效应无法得到调控以及优化，因此一旦出现了一些不稳定因素，就会造成对于电解铝生产工作的负面影响。

2.3电流效率不足

随着我国市场经济的不断进步，近几年来率产品的价格也在不断的下降，面临这样的问题，考虑到电能使用的成本，有更多的电解铝生产企业在实践当中探索出了采用低电压的攻一，受电解槽设计不合理以及技术不完整等各方面因素的一些影响电节操整体的效率无法得到充分全面的保证，特别是电解槽使用的时间不断的延长，因此在其中颅底的状态也在逐渐的恶化，阴极大幅的磨损，导致在其中的安全风险是在不断增加的，这使得电解率生产工作的开展受到了一定的阻碍。

3电解铝生产工艺优化措施

3.1优化电流效率

通过展开质量的把控以及参数的调整等各种不同的方式，可以强化在其中电流的效率。通过智能化控制电解槽温度的这种有效方式，可以综合分析在其中所出现的多种影响因素，利用单因素来展开分析的手段可以主动的排查电解槽温度的影响，并且针对其中重点的要素进行严格的控制。要将热度还有分子比保持在一个预期的范围之内，确保在热度过高的状态下分子比可以始终保持在下线的位置当中，并且可以在相反的状态下，始终保持上限的位置。需要参考热行程变化的趋势，还有电解槽冷行程变化的基本情况。科学的设置氟盐的添加量，保证分子比处于更加稳定的状态下不会出现严重波动的相关问题。可以采用正交实验的方法对电解参数进行有效的优化，使得电流的效率水平不断的提升，对生产优化的质量进行有效的保障。

3.2优化固体废物污染

在治理固体废物污染的这个过程当中，一方面需要做好炉渣的有效清除，通过应用阴极碳块，还有耐火石，运用石灰石固化的方式获取耐火石，在浮选酸浸出的这个过程当中，利用氟化钠以及碳化的手段获取阴极碳块，并且在固体废物的处理工作当中应用两者。另一方面还需要做好对于铝灰的应用再处理，利用重力分离工艺，还有压缩回收等工艺技术做好关于铝灰的有效回收应用，同时还需要展开对于残留阳极的喷砂操作。通过对残留电集中压力的有效释放，确保可以充分的释放磷酸铁环中的压力，并且还需要采用压碎系统清洗残留的电极，保证电解液可以切碎到9毫米以下。而将其返回到电解槽里面，继续合理的进行使用。在残留电极的压力作用下，残留电极的碳块会被压回到煤炭的生产车间当中，并且会将其作为阳极生产有效的组成部分，实现对于产生阳极的有效循环应用。

3.3优化自动化管理

电解铝生产会利用多台电解槽串联应用的方式进行科学电解处理，而且在直流电流的有效作用下，电解槽内也会出现更加复杂的电化学反应以及高温物理的反应，在生产的体系当中形成关联并且可变的电场，还有磁场等相应物理场。在铝电解槽当中的熔体温度是比较高的，具有的腐蚀性也比较强，温度还有厚度无法得到实时在线的有效监测。而能够采取的在线监测手段，只能够监测电流以及电压。为了能够有效的做好对于技术指标的严格控制，那么就需要管控关键的技术参数，保证可以通过对电解槽综合情况还是物料平衡的的内容的分析做好后面的决策。在这一基础上需要加大对于自动化控制技术的有效研究以及进行合理应用的力度，需要使得电解铝的生产朝着高效率以及无污染，还有自动化的方展方向不断的进步，这样才能够实现对于生产过程当中不同参数的有效控制，保证生产状态始终在一个预测的范围之内，进而实现理想化的电解铝的生产模式。需要不断的应用和有效的调整优化自动化的控制技术，保障智能化的控制手段得到更加全面有效的使用。

结束语

总的来说，我国电解铝未来有更加广阔的发展空间，需要更多的电解利于企业进一步加大在技术研发当中的资金投入力度，主动的引进更加先进的技术手段以及更加先进的设备，从而在电解铝生产当中开展自动化的有效管理，切实的优化电解铝生产的工艺技术。希望能够通过对这些工艺技术的充分全面应用，创造出更加可观的经济效益以及更多的社会效益，为我国未来的可持持续发展奠定坚实的基础。

参考文献

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