氟化铝硫化床冷却器在氟化铝生产中的应用

氟化铝是炼铝工业中广泛应用的电解质的主要调整剂。文章通过对引进A-P湿法工艺流程中氟化铝冷却器进行消化、吸收,结合我国传统湿法生产的工艺特点,提出了我国自己的氟化铝硫化床冷却器设计构想,研制了氟化铝硫化床冷却器中试装置。     

铝电解用SnO_2基惰性阳极的制备及其性能

为了发展惰性阳极炼铝新技术,选用氧化锡为基体,并添加ZnO、CuO、Fe_2O_3、Sb_2O_3和Bi_2O_3等几种改性剂,用烧结法研制成惰性阳极。此类阳极的表观密度为6.10～6.73g/cm~3,电阻率(1000℃时)为0.00208～1.99Ω·cm。在冰晶石-氧化铝熔液中,它是电化学惰性的,并具有较强的抗腐蚀性。采取适当的阳极电流密度,降低电解温度,减少阴极存铝,应用V形阳极及较佳的阳极组成,能够使腐蚀速度降至0.00010g/(cm~2·h)。     

阳极焙烧炉火道燃烧过程模拟

对阳极焙烧炉的燃烧过程进行了数值模拟。讨论了炉内温度场、流动场和各组分浓度场的分布规律，分析了这些因素对碳阳极焙烧质量的影响。温度场的分布是影响碳阳极生产质量的关键因素。计算结果表明，在设计阳极焙烧炉结构时应充分考虑烟道中隔板对气流分布的影响。     

稀土电解槽熔盐润湿性对气泡影响的数值模拟

为研究稀土熔盐电解槽中熔盐对碳阳极的润湿性对阳极表面气泡的形状和脱离大小等的影响,针对稀土熔盐电解槽中石墨阳极的表面特性,利用计算流体力学软件Fluent,采用CLSVOF(Coupled Level Set and Volume of Fluid Method)界面追踪方法分别对润湿角为15°、25°、35°、45°和55°的阳极表面气泡的生成过程进行模拟研究.模拟出了不同润湿性熔盐的阳极表面气泡生长变形过程,结果表明:润湿角越大气泡脱离阳极表面孔口时体积越小,但其脱离后仍然吸附在阳极表面没有脱离,不利于气泡排除,容易造成阳极效应.     

铝电解中氧在石墨电极上放电机理的量子化学研究——Ⅰ 生成CO的情况

给出了铝电解中石墨阳极表面结构模型,用量子化学的EHMO方法和abinitio方法计算了氧在碳晶格不同位置上吸附时的能量,进而给出了氧离子在石墨电极上放电的微观结构。     

苯骈三氮唑对碳钢在溴化锂溶液中的缓蚀作用

通过极化曲线探讨苯骈三氮唑对碳钢在溴化锂溶液中的缓蚀作用，用扫描电镜观察形成的表面膜形态，用红外光谱探讨表面膜的组成。实验表明，苯骈三氮唑对碳钢在溴化锂溶液中有一定的缓蚀作用，其中添加0．020mol／L苯骈三氮唑和0．20mol／L氢氧化锂显抑制溴化锂溶液对碳钢的腐蚀，其可能是在碳钢表面形成Fe-BTA吸附膜，阻滞阳极反应从而起到缓蚀作用。     

氮在β—SiC（100）表面上吸附性质的初步研究

用电荷自洽的推广休克尔理论和集团模型，研究了氮在β－ＳｉＣ（１００）面上吸附的特性。计算发现，氮主要与硅面发生相互作用而不易吸附于碳面。吸附位置以桥位最稳定，这里，氮原子轨道发生ｓｐ＾２杂化，两个杂化轨道饱和硅厚子的悬挂键。此外还在推广休克尔理论的框架下，计算了氮吸附的（３×１）超结构的电子态密度，计算表明，在原禁带中不存在表面态。     

K3AlF6加入对NiFe2O4基金属陶瓷阳极电解腐蚀的影响

采用5Cu--9.5NiO--85.5NiFe2O4金属陶瓷阳极在不同的低温铝电解质体系中进行测试.用扫描电镜和X射线衍射对电解后阳极的微观结构进行研究;用电感耦合等离子体原子发射光谱测定电解后产品铝和电解质中杂质元素含量,计算并比较不同电解质组成条件下的阳极腐蚀速率.结果表明:向Na3AlF6--30AlF3体系添加质量分数约为20%的K3AlF6,该阳极表现出好的耐腐蚀性能.     

氟化铝钠含量的火焰原子吸收光谱法测定

由于氟化铝的特殊性质,使得在实际测定氟化铝中钠含量时并不容易,但在工业生产中,测定氟化铝中钠含量又具有十分重要的意义。本文主要是简单介绍一下如何用火焰原子吸收光谱法去测定氟化铝中钠的含量以及它的可行性研究。     

铝电解预焙阳极原料配方对阳极过电位的影响

铝电解碳素阳极过电位高达400～600 mV,导致吨铝电耗和原铝的生产成本增加.作者通过不同原料配方(沥青量和残极添加量)工业试验预焙阳极取样,在实验室用"改进断电流法"进行阳极过电位测试,考察了铝用碳素阳极生产中粘结剂沥青含量和残极添加量对阳极过电位的影响.研究结果表明随着沥青量的增加,试验阳极的过电位变化不大,但略有降低;添加残极时带入的Na3AlF6,AlF3,Al2O3和NaF等杂质,可加速阳极过程的电化学和表面转化步骤,从而降低阳极过电位;阳极孔隙度过高可导致阳极过电位增大.     

新型精密电解铝控制系统的研究

为解决工业电解铝生产存在的缺陷,提出了一种新型的电解铝制备方法——精密控制的电解铝生产。阐述了精密控制电解铝的多阳极管理理念,设计出多阳极电解铝控制系统。采用精密控制电解铝生产,可以使多阳极电流、能量均衡分布,表现出节能减排的特点。电解铝生产愈来愈有大型化的趋势,而精密控制电解铝生产是大型、超大型电解铝企业的最佳选择。     

铝电解过程中锂元素的阴极渗透机理

铝电解生产过程中，由于氧化铝中含有少量的氧化锂导致电解质中氟化锂含量升高，锂元素向阴极内衬中渗透.通过X射线衍射分析与扫描电镜分析，对电解质和阴极炭块中锂元素的存在形式进行了研究，探讨了铝电解过程中锂元素的阴极渗透机理.结果表明:电解质中的锂主要以LiNa₂AlF₆形式存在；电解过程中，电解质中的部分锂离子被铝还原为金属锂并进入铝液中，铝液中锂摩尔分数与电解质中的氟化锂摩尔分数成正比；电解质中的锂主要以氟化物形式通过阴极炭块中的开气孔和裂缝向阴极炭块中渗透，铝液中的锂不会通过铝液向阴极炭块内部扩散.     

电解铝阳极压降改善的途径与措施

通过对铝电解用阳极的电能耗进行分析,从阳极结构组成方面详细分析了影响阳极压降的因素,对改善阳极压降的措施进行了总结和对比,综述了如何降低阳极压降是降低铝电解电耗的有效途径.     

X射线衍射分析技术在电解铝工业中的应用

介绍了铝电解工业中铝电解质的成分与分子比的分析、阴极碳砖石墨化度的测定和煅后石油焦、阳极炭块晶粒尺寸的测定.方法简便、快速、准确,对铝电解生产具有指导意义.     

石油焦煅烧程度对铝用炭阳极显微结构及电解消耗的影响

以不同煅烧程度石油焦为骨料，煤沥青为黏结剂制备铝用低煅焦炭阳极.通过激光共聚焦扫描显微镜和图像分析方法对炭阳极孔隙结构进行分析表征，并考察阳极反应性和电解消耗性能.在煅后焦微晶尺寸1.7~2.7 nm范围内降低石油焦煅烧程度，炭阳极小孔隙逐渐沿骨料-黏结剂界面演变为裂纹状大孔隙，炭阳极孔隙率、形状因子及连通率均先减小后增大，视孔隙比表面积呈减小趋势.煅后焦微晶尺寸降低至1.9 nm较为适宜，对应的炭阳极空气和CO2反应质量损失率最少为9.6%和3.0%，每吨铝阳极碳耗为355.4 kg.低煅焦炭阳极过量消耗机制从以黏结剂选择性消耗转变为骨料与黏结剂共同消耗，使碳渣量减少.     

铝电解槽阳极形状对气泡排出的影响

铝电解槽阳极气泡行为对工艺参数敏感,因此,采用透明电解槽研究阳极倾斜和阳极倒角对气泡析出行为的影响.结果表明:当阳极倾斜度较小(小于2°)时, 倾角的变化对气泡行为影响较小;当阳极倾斜度大于2°时,阳极倾斜角的增加会明显加速气泡运动速度但减小气泡尺寸和覆盖率;在倾斜阳极上观测到类似“Fortin”气泡;阳极倒角会一定程度减小气泡尺寸和覆盖率,但对加快气泡脱离速度的作用并不显著.     

添加剂对铝用碳素阳极消耗的影响

铝电解生产中,碳素阳极两组分(石油焦和沥青结焦)的活性差异带来阳极的选择性氧化,是造成碳素阳极过量消耗的主要原因之一．基于阳极中杂质或添加剂对阳极活性产生的影响,作者采用分别测定石油焦和沥青结焦与CO2反应活性的实验方法,研究了AlF3及其它5种添加剂(分别用A,B,C,AlF3+C,AlF3+D代替)对二者活性的影响．结果表明,添加剂C提高了沥青结焦和石油焦的CO2反应活性;添加剂AlF3,A,B,A1F3+C及AlF3+D均可不同程度地降低沥青结焦和石油焦的CO2反应活性,并且使沥青结焦与石油焦的CO2反应活性差距缩小,使得有可能在碳阳极中采用适宜添加剂,减缓其选择性氧化,降低阳极碳耗．     

铝电解用NiFe2O4尖晶石基惰性阳极

采用高温固相合成法制备铝电解用NiFe2O4尖晶石基惰性阳极,利用球形模型研究了烧结时气孔的变化规律,并研究了烧结温度对其微观形貌和基本物理性能的影响.结果表明:烧结温度能显著改变NiFe2O4尖晶石基惰性阳极的性能;Fe2O3与NiO的反应属于自发反应,从热力学角度讲,该反应在常温下就可进行,而升高温度是为了满足动力学条件;当烧结温度从1150℃升高至1400℃,气孔率由30.41%降低到1.72%,抗弯强度由14.62MPa增加至71.94MPa.     

金属陶瓷基铝电解惰性阳极材料制备及其非极化腐蚀

为了搞清NiFe2O4基金属陶瓷惰性阳极的腐蚀机理,对其复杂腐蚀过程的一个方面非极化腐蚀进行了初步探讨·实验中摸索了阳极材料的制备工艺,发现烧结温度对材料性能影响巨大·采用高温氧化增重法对阳极的氧化腐蚀进行研究,发现其腐蚀过程比较平稳,氧化率增重曲线存在若干起伏,预示着新反应的加入,加快了氧化过程的进行·金属陶瓷阳极试样长时间高温熔盐腐蚀实验发现,不同组成的电解质对试样的腐蚀能力相差较大,含MgF2的电解质对试样的腐蚀能力较强,NaCl含量不同的电解质对试样的腐蚀相差较为显著·