电解铝生产降低氟化盐消耗的研究分析

秦建春，吕 健

（重庆旗能电铝有限公司，重庆 401420）

1 氟化铝单耗

经统计，两年来公司电解氟化铝单耗完成情况如下表1。从表1可看出，两年度公司氟化铝单耗完成分别为23.95kg/t-Al和21.18kg/t-Al，2017年氟化铝单耗完成较2016年有所下降，但都超过了公司的生产目标20kg/t-Al。从单月看，氟化铝单耗很不稳定。

表1 两年氟化铝单耗完成情况（单位：kg/t-Al）

2 影响氟化铝单耗的分析

2.1 与电解槽工艺指标参数的关系

（1）氟化铝单耗与电解温度的关系。据统计2016年年初至2017年10月电解槽槽温变化趋势与氟化铝单耗情况如下。

图1 2016年至2017年电解槽槽温变化

从上图可看出，电解温度发生变化过程中，氟化铝单耗与电解温度变化成正比关系，但氟化铝单耗波动较小。2016年1月份～6月份电解槽温度由950℃左右下降到940℃左右，主要是2015年底公司与外单位置换电解质（恒康铝业电解质Li含量高达7%左右），电解质成分Li含量增加，电解质初晶温度降低。

（2）氟化铝单耗与工作电压关系。经统计2016年1月至2017年10月电解槽工作电压变化情况和氟化铝单耗情况如下。

图2 2016年至2017年电解槽工作电压变化

从上图可以看出，氟化铝单耗与工作电压成反比关系。当单槽工作电压降低时，根据电解槽能量平衡关系，应适当提高分子比，保持电解槽能量平衡。

（3）氟化铝单耗与分子比（CR）的关系。据统计2016年1月至2017年10月电解槽分子比变化情况与氟化铝单耗情况如下。

图3 2016年至2017年电解槽分子比变化情况

从上图可看出，氟化铝单耗与CR呈反比关系（CR=NaF：AlF3），当电解质CR降低过程中，氟化铝单耗随之增加。

（4）氟化铝消耗与效应系数关系。据统计2016年1月至2017年10月电解槽曲线效应变化趋势与氟化铝单耗情况如下。

图4 2016年至2017年电解槽曲线效应变化趋势对比

从上图可看出，氟化铝消耗随着电解槽曲线效应增加而增加的关系。主要是由于发生阳极效应或者闪烁效应将会使电解槽效应期间过热度增大，将会增加电解槽氟化铝挥发性等，增加氟化铝消耗。

2.2 氟化铝单耗与净化系统运行情况的关系

（1）氟化铝单耗与净化排空烟气载氟量的关系。据统计，2016年1月至2017年10月净化系统排空烟气中的载氟量情况与氟化铝单耗情况如下。

图5 2016年至2017年载氟量情况分析

从上图反映出，氟化铝单耗与净化系统排空烟气载氟量成正比关系。在确保净化烟气排空标准范围的情况下，烟气排空含氟量增加，烟气氟化物回收率也随之降低，造成氟化铝单耗。

（2）氟化铝单耗与净化动力电的关系。据统计，2016年1月至2017年10月净化车间动力电耗完成情况与氟化铝单耗情况如下。

图6 2016年至2017年净化车间动力电耗情况

从上图可看出，氟化铝单耗随净化动力电耗增加而增加情。净化动力电耗主要是其排烟风机用电，增加净化排烟风机用电，将会增加净化系统负压。

3 结论

综上分析，影响电解铝生产过程中氟化铝单耗主要因素有：①电解槽工艺技术参数控制不稳定。例如电解温度偏高，分子比长期控制偏低、单槽工作电压增加、效应系数增加等，都会增加氟化铝单耗。②净化系统对烟气氟化物回收率将会使电解整体氟化铝单耗受到较大影响。