电解铝预焙阳极质量对电解铝生产的影响

史昀浩

包头铝业电解二厂，内蒙古自治区 包头市  014040

摘要：在电解铝生产中，预焙阳极在铝电解槽中是极其重要的部分。阳极的质量直接影响到了日常的电解铝生产，对铝液质量以及其它各项技术指标有着重要的影响。因此，要高度重视阳极质量的控制工作，贯穿到电解铝生产的整个过程中去。基于生产成本的考虑，要注重生产的经济性，要持续创新预焙阳极的生产，促进阳极质量的提升，从而整体提升电解铝的生产效益。本文结合预焙阳极质量检测技术及方法分析电解铝预焙阳极质量对电解铝生产的影响及意义。

        关键词：预焙阳极；电解铝；生产；影响

一、电解铝阳极质量检测技术现状

        在过去的很长一段时间，我国在电解铝阳极检测技术方面依然停留在模仿国外技术的阶段，随着科学技术的不断技术与发展，一些新型的阳极检测设备不断研发，但是仍然存在一些数据不能实时共享的问题，仅仅依靠人工采集；近几年，我国科研人员也在不断优化创新智能采集数据，但是依旧不具备智能化的控制水平，无法实时上传和共享阳极检测数据[1]。

二、  阳极质量的重要影响
        预焙阳极在电解铝的生产中，有着重要的影响，工作人员在生产过程中，要及时地更换阳极炭块，防止出现阳极质量问题。阳极质量出现问题，容易带来电解质出现裂纹、阳极氧化等问题，不利于电解铝的安全稳定生产，具体来说，有以下几个方面。
        （一）对原铝质量的影响
        在阳极质量不过关的情况下，原铝的消耗量会大大得以增加，在更换阳极的时期，就可能带来原铝脱极、化爪等问题，严重的情况，还会带来铝液铁质量增加的问题，直接影响到原铝的使用需求。
        （二）对电解槽温度影响
        预焙阳极也会影响到电解槽的温度，如果电阻率缺乏可靠性和稳定性，在阳极电流不断增加的情况下，阳极电压容易发生改变，偏离正常值，进一步抬升电解槽的电压。从而产生更多的热量，热量的激增容易带来电解质的其他参数的改变，出现阳极掉块和脱落等问题。在出现这些情况的时候，就要及时地清理电解槽，增加电解槽内部的沉淀物。然而，沉淀物的不断增加又导致了炉底返热的问题，大大增加了电解质的温度，如此一来，就形成了一个恶性循环。此外，阳极炭渣过多，也会持续增加炭渣层的厚度，在角部形成大量的残留物，容易带来阳极附近电流出现短路等问题，影响生产的开展。同时，阳极底部炭渣在与铝水进行接触后，也容易发生短路的问题，产生大量的热量，推动电解质温度的上升。实践证明，电解槽的温度与电流效率有着显著的反向关系，电解槽温度每上升10度，电流的工作效率便会下降2%。因此，在电解铝的生产过程中，要认识到电解槽温度与电流之间的关系，调节好电解铝的日常生产[2]。
        （三）对导电效率的影响
        预焙阳极对导电的效率也有着重要的影响，减少阳极的电阻率，可以很好地减少电能的消耗。同时，阳极发生掉渣等问题，也会使得铝炭的消耗量得以增加，提升了炭渣的比例。实践证明，在电解质生产的过程中，炭渣比例越高，电解质的导电性能就越差，一般来说，炭渣含量增加0.4%，就会降低1%的导电性能。因此，如果阳极的电阻率持续升高，提升一级炭渣的含量，会导致电流的效率大大下降，增加铝电的消耗，提升电解质生产的成本，不利于经济效益的提升，阻碍了企业的可持续发展。
        （四）对电流分布的影响
        预焙阳极的质量对电解铝的生产质量是有直接影响的，阳极出现掉块、掉落等问题，会导致阳极的电路产生变化，不利于电解过程的高效进行，容易带来阳极电流分布失衡，影响电流流转的效率。同时，阳极电流的问题，也容易对电压产生影响，进一步影响到电流效率的提升，提升了生产的用电消耗。因此，针对预焙阳极对电流分布的影响要引起足够的重视。
三、电解铝预焙阳极检测的标准和意义
        随着电解铝行业生产规模的不断壮大，阳极原料及电解槽也在不断浮动，对电解铝预焙阳极的生产质量要求也越来越高，要求其体积密度、反应性、电阻率等各项理化指标都要合格，严格把控。其中原料石油焦的影响至关重要，其关键理化指标、煅后焦的关键理化指标、沥青的关键理化指标以及测定石油焦的微量元素等。以上各项指标都是在判断石油焦在煅烧期间所产生的的废气、污染物是否影响预焙阳极质量，经检测，石油焦煅烧后的参数是否达标直接影响预焙阳极电阻率的高低，改质量沥青的各项理化指标对阳极质量在生产过程中起着指导性的作用[3]。
四、提升电解铝预焙阳极质量策略分析
         （一）控制原料的质量
        在竞争日趋激烈的商业社会，成本的控制能力，是企业的核心竞争力，良好的成本控制能力，有利于企业在行业中立于不败之地。因此，很多企业出于成本控制的考虑，在采购的时候，采购了质量不达标的原料，从而出现了因为原料问题带来阳极质量不过关的现象。因此，为了更好地提升阳极的质量，要做好原料采购的工作，保证预焙阳极的生产有良好原材料的支持，更好地助力电解铝的生产。在采购环节，工作人员应当在沥青焦、煤沥焦等原材料的选取上，谨慎选择。同时，还要考虑到各种原材料的用量比例控制，为阳极质量的提升提供一个良好的保障，确保阳极的质量可以达标，促进电解铝的高效生产。

        （二）控制生产的过程
        加强对阳极生产的过程控制，也是提供阳极质量的重要措施。具体来说，有以下几个方面。其一，提升原料的煅烧温度，促使原料的组织结构可以在高温中发生显著的改变，从而促进预焙阳极原料的性能得以提高。其二，采用密度最优的生产原料以及电阻率更低的材料来科学开展生产，提升电流的效率。其三，保证成型工序的质量，通过预热骨料等措施可以有效帮助提升糊料的可塑性，提升产品的成形率，促进电解铝产品质量的提升。其四，加强预焙阳极的焙烧。焙烧这一道工序，可以有效地保证预焙阳极的温度达到合适的区间，促进电解铝产品质量的提升。在具体生产的过程中，不同部位的焙烧温度也有着重要的影响，不同部分的温差会对阳极的均质水平有着很大的影响。在大型的电解槽中开展生产的时候，采用低分子比的生产方法，可以有效平衡电解槽的热平衡度，避免出现阳极脱落等情况，有利于阳极质量的提升。其五，针对电解质残渣的问题，也要引起足够的重视，可以通过添加氟化镁和冰晶石等材料，从而有效地分离残渣，提升电流的流转效率。
        （三）科学密封电解槽
        因为电解铝生产的过程中，会产生一定的残渣废液，对环境造成了一定的影响。现阶段，社会对环保问题越来越重视，电解铝生产必须符合安全生产、绿色生产的需要，以更好地满足社会和人民对健康的需求，因此，也对电解槽密封提出了更高的要求。在生产的过程中，要加强对电解槽密封工作的控制，避免发生电解液泄漏等问题，对环境造成危害。通过科学合理的电解槽密封，可以有效降低阳极四周的空气浓度，减缓氧化反应，提升阳极的质量。同时针对电解槽生产带来的废气问题也要引起重视，比如沥青烟气和硫化物等。如果不进行密封控制，气体直接排入到环境中，会对人们的生产生活带来严重的影响，对人体健康带来危害，因此，科学密封电解槽具有重要的现实意义。
        （四）提高控制精准度
        为了更好地提升阳极的质量，也要提升槽控机的控制精度，有效控制生产过程中的槽电压和氧化铝的浓度。具体来看，可以利用计算机技术，优化升级槽控机的操作系统，完善槽控机的功能，可以有效对生产原料的参数值进行监控，一旦发生参数变化，能够实现及时地检测与分析，避免出现参数变化带来的重大生产安全问题，促进电解铝生产效率的提升。通过检测分析，也能够实现生产过程中的物料与能量的平衡，降低能源消耗量，保证阳极的质量，促进电解铝生产的经济效益提升。
五、结束语：
        总而言之，预焙阳极对于电解铝生产影响重大。加强预焙阳极的质量控制，促进预焙阳极质量的提升具有重要的现实意义。为了保证阳极的质量过关，应当加强原料质量的控制，确保生产的过程可以高效地进行，减少能源的消耗，提升阳极的质量。要充分认识到阳极在电解铝生产的核心作用，工作人员应当做好生产监控，对生产的各个阶段的安全问题有一个清晰的认知与准备，可以及时有效地发现安全隐患，并做出有效的应对，促进阳极性能指数的提升，有效提高电流的效率，实现电解铝的高质量生产，推动电解铝行业的长远发展。
参考文献：
[1]张玉平.优质无炭渣阳极生产技术的应用[J].有色冶金节能,2021,37(05):21-26.
[2]郎光辉,王慧. 优质预焙阳极助力电解铝降碳生产[N]. 中国有色金属报,2021-04-08(007).
[3]周运动.有效提升阳极质量的生产实践与研究[J].中国金属通报,2021(06):128-129+132.