铝电解过程对电解铝液的净化作用分析

刘国平

青海桥头铝电股份有限公司

摘要：随着时代的发展，人们在生产制作铝制品的过程当中，开始逐渐转变工艺，不在如之前使用长流程制作工艺，对生产手段其进行精简处理，使用电解对于电解铝液当中的氧化铝等杂质进行清除，使铝制品的质量获得上升。因此文章将以电解铝液的特点、冰晶石熔体溶解氧化铝杂质、电解铝液当中氧化铝杂质清除、电磁分离电解铝液中氧化铝夹杂物、铝电解过程对电解铝液的净化中存在的问题五方面进行综合论述。

关键词：铝电解；电解铝液；净化

铝制品对于居民日常生活当中具有重要的作用，在早期铝制品生产制作过程当中，因为自身工艺手段不完善，导致在电解铝液当中含有大量的氧化铝残留，这种残留物质严重的影响到铝制品自身质量。因此如何有效的清除电解铝液当中的氧化铝杂质，是目前在该行业当中亟须解决的问题之一。伴随着生产工艺逐渐提升，在铝制品生产制作过程中，开始使用电解方式消除其中的氧化铝等杂质，不仅操作流程简单，同时对于铝制品质量提升效果明显。在进入新的发展时代后，人们的生活质量的到显著的提升，因此对所使用的生活用品质量也提出了越来越高的要求。随着科学技术的快速发展，各种新工艺逐渐被开发和利用，铝制品的生产工艺也在逐渐进步，已经将见解的手段应用于氧化铝等杂质的去除工作中，这种方法不仅在操作简易性方面存在优势，也能够保证铝制品的质量。

电解铝液特点

电解铝液的生产过程是通过950℃～970℃的熔盐（基本组成是冰晶石和氧化铝）电解完成的，因此电解槽中的铝液具有以下特性：

电解铝液温度高。电解铝液抽取时的温度一般在920℃以上，大大超过工业纯铝的熔点（655℃），并且在电解槽内长时间存放，存在非自发晶核少，铸造时易导致晶粒粗大等组织缺陷。

电解铝液易吸气造渣。因铝液温度高，与空气温差较大，极容易吸收空气中的气体，使氢含量增加。经测量，注入混合炉中的每百克电解铝液氢含量在0.26mL以上；电解铝液也容易造渣，据试验，氧化夹渣的质量分数为0.001%～0.003%的铝液不经处理就铸造成锭，其铸锭中的氧化物夹渣的质量分数可达到0.01%～0.28%。

电解铝液温度高，影响合金成分的测定。必须对电解铝液进行降温处理，以免影响合金成分的准确性。根据铝及铝合金的特点，其熔炼温度一般控制为700℃～760℃，合金成分分析的取样、金属添加剂的加入、熔体的净化处理、熔体的变质处理等均在此温度范围内，因此在生产中需要进行降温处理。

二、对电解铝液中氧化铝夹杂物进行电磁分离

随着科学技术的快速发展，很多新技术、新工艺不断的涌现出来，为各行各业提供了巨大的发展便利，电磁分离技术是当前最为先进的净化电解铝液方法，上文中所阐述的两种方法能够对电解铝液实施初步的净化，去除的是最为基础的氢化物以及微量元素，但是电解铝液中还有部分杂质无法通过上述发放进行分离。在这种情况下，电磁分离技术应运而生，有针对性且有效地解决了去除杂质的问题。这种电磁分离技术是通过将电磁力场加入到电解铝液的方法，利用电磁场来深入、全面的清理电解铝液当中存在的其他杂质，其主要的功能是去除电解铝液当中不带电的一部分杂质，其产生的净化效果十分明显。虽然这种方法能够有效的分离电解铝液中的杂质，对电解铝液起到净化作用，但是也在存在一些弊端，比如当前的工业生产当中，电解铝液所包含的杂质含量极高，如果利用这种方法进行净化，需要大量的电能支持，这会大大提升企业的成山成本。我国很多铝制品企业当前将更多的精力放在结合以上三种净化方式上，希望能在日后实现电解铝液净化的流水线操作，在充分结合以上技术的同时，提升净化工作的质量。

三、去除电解铝液中的氧化铝杂质

我国尤其具有独特的地理特点，所以当前发现的铝元素中会包含一些土元素，与其他国家所开发的铝元素相比，铁和硅等微量元素的含量也相对较高，虽然在某些方面这属于一种优势，但是对于生产铝制品来说以上物质都属于存在的杂质，这些杂质会对铝制品质量产生直接影响。所以相关企业将净化电解铝液，去除各种杂质作为当前主要的研究工作，虽然冰晶石熔体能够实现分离部分杂质的作用，但是距离实际的要求还有一定的差距。电解形式是当前较为新颖的去除杂质手段，这种方法能够将电解铝液中土、硅、铁等微量元素分离出来，这些元素与氢元素有一定差距，其存在在电解铝液中的含量较低，无法利用沉淀、过滤的方式进行处理，所以电解技术的应用效果更加理想。

四、冰晶石熔体溶解氧化铝杂质

在传统长流程的铝制品生产中，因为初步生产出的铝制品当中含有大量的杂质，不仅是氧化铝，还有很多其他杂质。因此，在进行氧化铝分解之前，需要对于其中其他杂质进行初步的清理。在实际清理的过程当中需要有效依赖于冰晶石熔体，在该熔体当中，存在这二氧化碳等物质，能够与电解铝液当中存在的氢化物等杂质进行反应，形成固体，以过滤的形式将其分离。这也是最为初级的净化电解铝液的手段。

五、铝电解过程对电解铝液的净化中存在的问题

由上述分析可以有效看出，我国在铝制品净化的过程当中存在着一定的问题。其中较为明显的问题之一既是净化过程当中运行指标达不到国家规定的标准。因为在工业生产当中想要对于电解铝液进行净化，需要依靠电解铝槽，才能够对于大量的电解铝液进行统一净化，但是目前我国有关铝制品生产行业在大型电解铝槽方面研究处于发展阶段，很多电解铝槽在工作的过程当中难以有效负荷大量的电解铝液，超负荷运行的电解铝槽，会极大的降低该设备的使用寿命，因为电解铝槽属于大型设备，如果在实际应用的过程当中寿命较短，对于铝制品生产企业自身的经济效益会有极为严重的影响。因此铝制品行业想要获得真正的发展，提升铝制品质量，有关电解铝槽使用方面的问题亟待解决。

不仅仅如此，在当前我国从事铝制品生产的企业当中，大部分企业在生产操作方面的技术还处于落后的状态，与国际先进铝制品制造水平存在着相当大的差距。与先进的铝制品制造行业相比，我国企业在运营的过程中所需成本较大，导致这种情况的最主要因素是我国对于特大型预焙电解铝槽的工业应用时间不长，所以对此还没有深入的研究和了解，在使用电解铝槽的过程中很多因素会对其产生束缚。在实施焙烧期间，电流分布均匀性欠缺，这使得电解铝槽必须消耗大量能源才能正常运行，并且在其使用期间，设备的稳定性无法得到保障。保证设备的未定型是大型工业设备投入使用的必要条件，如果设备在试用期间出现不稳定的情况，轻则会降低工作的质量和效果，无法达到理想的净化电解铝液效果，重则可能直接损坏设备，给企业造成巨大的经济损失。这两个问题是当前电解铝液工业净化工作开展过程中所遇到的较为突出的不足，相关部门及企业想要提升企业竞争力并且促进铝制品生产行业的持续发展，必须要及时发现当前存在的问题，并积极的进行研究和分析，制定出有效的措施进行改善。

结语：电解质铝液是一种温度高、杂质多含钠量高的物质，在铝工业发展的初期，人们无法使用高温电解铝液来铸造半成品，而随着科学技术的发展这些问题本一一解决，电解技术本身就能够对铝制品起到净化的用作，而冰晶石是其工作的一种介质，在结合电解和电磁分离技术能够更好地实现净化目的，为我国铝制品净化行业提供有利的技术支持。

参考文献：

曾水平，姜晓聪，曲亚鑫，李晋宏.铝电解过程的多维决策系统[J].计算机测量与控制，2013（10）

姜海超，朱伟.铝电解过程对电解铝液的净化作用探讨[J].黑龙江科技信息，2013（25）