浅谈高锂电解质对铝电解生产的影响及改善措施

甘守财 李善发

（中国铝业青海分公司，青海 西宁 810108）

最近几年里，通过电解铝生产出来的氟化铝里面包含了高浓度的锂盐，从而导致了电解质里面的氟化锂含量比普通情况下高出很多，并且其浓度还在不断的提升，最高的时候居然可以达到百分之九到百分之十。如果电解质里面含有比较高浓度的锂元素，那么会使得电解过程中生产槽的温度低于正常值，从而没有办法达到氧化铝溶解的温度，电解槽炉里面沉积了不少的沉淀物，致使电解工艺操作的难度系数在很大程度上增加了不少，铝电解槽的稳定性比较弱，现有的技术条件还不能很好的保持其具备稳定性，这对生产和能源的消耗情况都大为不利。

一、氟化锂对电解铝过程的影响

（一）氟化锂对电解质温度的影响

在电解铝的生产过程中，一般电解的温度需要处于900～960℃之间，但是如果里面含有氟化锂，那么电解的温度就会随之下降。根据相关的研究数据显示，在电解铝的生产过程中，如果电解质当中含有百分之一的氟化锂就可以降低7～9℃，而如果电解铝当中保持正常的氟化锂(1～3%)是可以有效的降低电解槽的温度。因此，我们可以通过这些数据发现一个降低温度的好方法。当我们想要为其降低温度的时候，可以在里面添加一些锂盐。但是因为铝水可以降解很多的锂盐，因此锂盐便可以逐渐的在电解质里面沉淀堆积。

（二）氟化锂对电流效率的影响

上面提到过，氟化锂能够对氧化铝造成溶解的后果。如果在电解质里面含有过多的氟化锂，那么电解槽的底部会被还没有来的及溶解的氧化铝沉淀物所吞噬，这样会使得阳极消耗不均衡，还能够破坏电解槽的制作工艺，降低电流工作的效率，还能够增加能量的消耗。

二、锂盐在电解质里面的热力学现象

（一）锂盐在电解质里面的生长模式

工业型氧化铝如果按照铝电解槽的规律进入到电解质当中，它里面含有的物质也会随之而进入里面，然后这个物质再和钠冰晶石在高温的作用下，发生化学反应，生成新的物质。同时，这种新生成的物质还可以与电解质里面的过剩物质发生新一轮的化学反应。

（二）氟化锂的分解

随着温度的不断升高，自由能可以表现出不断攀升的态势。如果在九百四十摄氏度的电解质中，氟化锂的分解能力会比零大很多。经过严密的计算，这个时候的氟化锂的分解电压呈现为5.195伏，这与氧化铝的分解电压相比大的多，因此，它能够在电解质里面保持比较稳定的状态。

三、高锂电解质体系对电解生产带来的重大影响

（一）对电解温度的影响

现在，我国与铝有关的企业中电解质里面含有锂的比例呈现出比较大的差异。当氟化锂的占比每增加一点，其电解质的初晶温度就会随之而降低。这正好也是我国现在电解铝企业在工作的时候采用不同电解温度的重要原因。而当锂的含量超过了6%以后，其在初晶温度上的作用会明显的降低，锂的浓度成为了对其影响力最大的因素。也正是因为这个因素，。会为我国相关企业带来一系列的问题。

（二）对阳极效应发生的影响

根据新的研究报告显示，如果电解质里面含有1%的氟化锂，那么它就能够凭借自身的力量使得氧化铝的饱和溶解度降为3%左右。同时，从当下的生产技术上来看，氟化锂对其速度的影响在逐渐的降低，这在很大程度上使得铝电解槽底部出现被沉积物覆盖的现象。这两个方面都使得高理电解质没有办法能够全部溶解掉氧化铝，从而使得电解质里面含有的氧化铝的数量会比较低下，从而特别容易造成阳极现象，使得工厂无法正常生产，从而无法为市场提供相应的产品数量。

四、应对措施

（一）研发适合富锂电解质的电解技术

在我国北方，有很多的企业喜欢使用氧化铝作为主要原材料。但是随着时间的流逝，氧化铝里面的锂盐会逐渐的堆积到电解质当中，所以生产出来的材料里面含有大量的锂。为了很好的解决这一问题，我国政府必须要派一些专家学者研发新的电解技术，帮助我国企业在最短的时间内解决这一问题，保证其生产出高质量、符合国家规定的原材料，这才是我国企业未来发展的必然趋势。

（二）富锂氧化铝全部或者是部分换为低锂氧化铝

我们可以从原材料上面入手，企业可以为自己提供更加多的供应商，拓宽自己原材料的来源，将以前那种富含锂的氧化铝通通的都换成低含量锂氧化铝，从而从原材料上面帮助企业尽量的减少锂对生产的不利，从而使得企业能够正常运转，不断的为市场提供更多的产品，满足市场对其的需要，保证企业有足够的盈利空间。

（三）使用冰晶石或者是废弃的低锂电解质代替富锂电解质

氟化锂一般都是存在在电解质里面，能够顺利进入到铝水当中的毕竟是很小的一部分。我们可以采取定期"换血"的方法，使用冰晶石或者是废弃不用的低锂电解质代替之前使用过的电解质，这样一来就能达到降低其在电解质里面的含量，但是被替换下来的电解质又应该如何处理呢？

（四）研发富锂铝土矿生产低锂氧化铝的技术

我们都是从铝土矿石里面找到的铝元素。如果我们能够在氧化铝的生产过程中就降低锂的含量，那么我们将能够有效的把控住氧化铝带给电解铝的铝元素。因此，我们可以根据这个想法，去组织科研人员加快针对这方面的科研力度。希望能够尽快的研发出这种技术，帮助我们从源头上高效率的解决高锂的问题。这种方法避免了很多不必要的后续工作，而且也节省了不少工作环节，为企业带来比较高效的生产效果，因此我个人觉得这个措施是最佳选择。

结语

高锂情况一直都困扰着我国企业，是我国企业发展道路上最大的绊脚石。随着时间的推移，电解质里面的锂盐含量也会逐渐的增多，虽然很多企业都在积极的想办法解决这一问题，但是到目前为止仍然还没有什么有效的策略。而如果能够研发出提锂技术，那么这对该行业未来的发展具有特别大的作用。