用冰晶石-氧化鋁熔鹽電解法生產精鋁的方法
2023-05-07 02:30:21 1
專利名稱：用冰晶石-氧化鋁熔鹽電解法生產精鋁的方法
技術領域：
本發明屬於鋁電解法生產方法領域，具體說是涉及一種用冰晶石——氧化鋁熔鹽電解法生產精鋁的方法。
背景技術：
國外生產精鋁的方法有三層液電解法和偏析法；國內生產精鋁的方法只有三層液電解法，所用設備為三層液電解槽，陰極在電解槽上部為精鋁層，中間層為氟化物和氯化物的熔鹽，陽極在電解槽下部為鋁銅(40％)合金層，三層液電解法是用金屬鋁做原料，經過二次電解製取精鋁，消耗電能大，噸鋁電耗為16000度左右，成本高；偏析法也是用金屬鋁做原料，是利用雜質元素在固體鋁和液體鋁的溶解度不同，在鋁熔體冷凝時產生偏析而得到精鋁，耗電小，噸鋁電耗為600度左右，但原料消耗高，使30％的鋁將成為高雜質含量的鋁。三層液電解法是將金屬鋁通過加料口加入到鋁銅合金中，經過電解生產出的精鋁上浮到精鋁陰極層，電解出一定量的精鋁後用出鋁包吸出，進行鑄錠，經過一定時間的電解，鋁銅中間合金中雜質元素富集，需要定期更換鋁銅合金，氟化鋁與氯化鋇的熔鹽需在母槽電解(精煉)後再加入精鋁電解槽；偏析法採用的原料也是一次電解法生產出的金屬鋁，再經過偏析爐生產出精鋁。本發明採用二層液電解槽，陰極在電解槽下部為精鋁層，上部為冰晶石——氧化鋁熔鹽層，陽極為炭素製品，本發明採用的原料為氧化鋁，經過一次電解生產出精鋁，噸鋁電耗14000度左右，三種生產精鋁的方法相比，本發明效果最佳。
發明內容
本發明是採用直流電通過電解槽陰陽兩極，用冰晶石——氧化鋁熔鹽電解法生產精鋁的方法，以克服上述的不足。
本發明的目的是由以下技術方案實現的一種用冰晶石——氧化鋁熔鹽電解法生產精鋁的方法，其特點在於生產精鋁的方法如下(1)在一個電解煙氣淨化系統中，選出系統中25％的電解槽做為生產精鋁的電解槽，因為精鋁電解槽選擇過多將影響煙氣的淨化效果；(2)精鋁電解槽在電解過程中蒸發雜質元素，隨電解煙氣進入煙氣淨化系統；淨化回收的含有雜質的載氟氧化鋁不能進入精鋁電解槽；(3)精鋁電解槽所用原料為氧化鋁，其純度不小於98.8％，所用陽極為不加殘極的炭陽極，其灰份不大於0.35％；(4)精鋁電解槽所用的電解質熔體為淨化過的電解質熔體，該熔體由其它電解槽即母槽提供；(5)精鋁電解槽更換陽極時，更換出的殘極即舊陽極上面的氧化鋁結殼和陽極四周的氧化鋁結殼不能用於精鋁電解槽，更換後的新陽極和四周的氧化鋁殼面用純度為98.8％以上的氧化鋁覆蓋；(6)精鋁電解槽的電解溫度940-960℃、熔鹽水平18-22cm、鋁液水平18-22cm、電解質分子比2.2-2.8、槽工作電壓4.1-4.4V；(7)精鋁電解槽生產出的精鋁用專用出鋁包吸取，然後倒入專用熔練爐，用氮氣或氯氣吹煉15分鐘，進行精鋁鑄錠。
採用本發明冰晶石——氧化鋁熔鹽電解法直接生產出鋁含量為99.93％以上精鋁的一種方法，該方法所用設備為鋁電解槽，原料為三氧化二鋁，熔鹽為冰晶石和氧化鋁，該方法是直流電通過電解槽的陰陽兩極，在陽極上析出含有雜質的陽極氣體，並進入煙氣淨化系統排除；在陰極上生產出所需的精鋁。目前該方法在國內、國外未見報導。該方法已在我工業電解槽上使用，鋁的純度已達到99.95％以上，本方法是用氧化鋁做原料，經過一次電解生產出精鋁，能耗和成本遠遠低於其它方法。
四
圖1是已有技術三層液電解法生產精鋁的生產方法結構示意圖；圖2是本發明冰晶石——氧化鋁熔鹽電解法生產精鋁的生產方法結構示意圖。
五具體實施例方式實施例本發明如圖2所示，用冰晶石——氧化鋁熔鹽電解法生產精鋁的方法，其特點在於生產精鋁的方法如下(1)在一個電解煙氣淨化系統中，選出系統中25％的電解槽做為生產精鋁的電解槽，因為精鋁電解槽選擇過多將影響煙氣的淨化效果；(2)精鋁電解槽在電解過程中蒸發雜質元素，隨電解煙氣進入煙氣淨化系統；淨化回收的含有雜質的載氟氧化鋁不能進入精鋁電解槽；(3)精鋁電解槽所用原料為氧化鋁，其純度不小於98.8％，所用陽極為不加殘極的炭陽極，其灰份不大於0.35％；(4)精鋁電解槽所用的電解質熔體為淨化過的電解質熔體，該熔體由其它電解槽即母槽提供；(5)精鋁電解槽更換陽極時，更換出的殘極即舊陽極上面的氧化鋁結殼和陽極四周的氧化鋁結殼不能用於精鋁電解槽，更換後的新陽極和四周的氧化鋁殼面用純度為98.8％以上的氧化鋁覆蓋；(6)精鋁電解槽的電解溫度940-960℃、熔鹽水平18-22cm、鋁液水平18-22cm、電解質分子比2.2-2.8、槽工作電壓4.1-4.4V；(7)精鋁電解槽生產出的精鋁用專用出鋁包吸取，然後倒入專用熔練爐，用氮氣或氯氣吹煉15分鐘，進行精鋁鑄錠。
冰晶石——氧化鋁熔鹽電解法的陽極為灰份不大於0.35％炭素陽極，所用原料為純度98.8％的氧化鋁，直接從電解槽上部加到冰晶石——氧化鋁熔體中(該溶體先在母槽中精煉)，經過電解生產出的精鋁沉集到精鋁陰極層中。
例如一個煙氣淨化系統帶100臺60KA的鋁電解槽，選擇25臺電解槽做為生產精鋁的電解槽，簡稱精鋁槽。這25臺精鋁槽產生的煙氣和蒸發的雜質全部進入煙氣淨化系統，淨化系統中的載氟氧化鋁由其它75臺槽使用，這25臺精鋁槽全部用純度為98.8％以上的氧化鋁和灰份小於0.3％的炭陽極，使用的冰晶石——氧化鋁溶體由其它75臺電解槽經過精煉後提供，給精鋁槽更換陽極時，換出的炭陽極上面和四周的氧化鋁結殼，全部供給其它75臺電解槽使用，新換的陽極用純度不低於98.80％的氧化鋁進行保溫覆蓋。這25臺槽的技術條件按槽工作電壓4.1-4.5V、電解溫度940-960℃、分子比2.2-2.8、熔鹽水平18-22cm、鋁液水平18-22cm保持，生產出的精鋁用專用的出鋁包(內襯為氧化鋁含量90％左右的澆注料或耐火磚)和專用熔爐(內襯為氧化鋁含量90％左右的澆注料或耐火磚)進行氮氣或氯氣處理15分，然後進入鑄錠，全年可生產精鋁4000噸左右。
權利要求
1.一種用冰晶石——氧化鋁熔鹽電解法生產精鋁的方法，其特徵在於生產精鋁的方法如下(1)在一個電解煙氣淨化系統中，選出系統中25％的電解槽做為生產精鋁的電解槽，因為精鋁電解槽選擇過多將影響煙氣的淨化效果；(2)精鋁電解槽在電解過程中蒸發雜質元素，隨電解煙氣進入煙氣淨化系統；淨化回收的含有雜質的載氟氧化鋁不能進入精鋁電解槽；(3)精鋁電解槽所用原料為氧化鋁，其純度不小於98.8％，所用陽極為不加殘極的炭陽極，其灰份不大於0.35％；(4)精鋁電解槽所用的電解質熔體為淨化過的電解質熔體，該熔體由其它電解槽即母槽提供；(5)精鋁電解槽更換陽極時，更換出的殘極即舊陽極上面的氧化鋁結殼和陽極四周的氧化鋁結殼不能用於精鋁電解槽，更換後的新陽極和四周的氧化鋁殼面用純度為98.8％以上的氧化鋁覆蓋；(6)精鋁電解槽的電解溫度940-960℃、熔鹽水平18-22cm、鋁液水平18-22cm、電解質分子比2.2-2.8、槽工作電壓4.1-4.4V；(7)精鋁電解槽生產出的精鋁用專用出鋁包吸取，然後倒入專用熔練爐，用氮氣或氯氣吹煉15分鐘，進行精鋁鑄錠。
全文摘要
本發明屬於鋁電解法生產方法領域，具體說是涉及一種用冰晶石－氧化鋁熔鹽電解法生產精鋁的方法，克服了現有生產精鋁的不足，採用本發明是採用冰晶石－氧化鋁熔鹽電解法直接生產出鋁含量為99.93％以上精鋁的一種方法，該方法所用設備為鋁電解槽，原料為三氧化二鋁，熔鹽為冰晶石和氧化鋁，該方法是直流電通過電解槽的陰陽兩極，在陽極上析出含有雜質的陽極氣體，並進入煙氣淨化系統排除，在陰極上生產出所需的精鋁，目前該方法在國內、國外來見報導，該方法已在我工業電解槽上使用，鋁的純度已達到99.95以上。
文檔編號C25C3/06GK1546733SQ20031012009
公開日2004年11月17日 申請日期2003年12月6日 優先權日2003年12月6日
發明者蘆林, 高劉, 劉志榮, 王雲利, 李美, 孫喜喜, 蔡旭, 賈柯, 楊健, 蘆 林 申請人:包頭鋁業股份有限公司