石油焦对铝用阳极质量的影响

铝电解阳极质量的好坏对电解铝生产有很大影响,石油焦是生产阳极的主要原料,它的质量决定阳极的品质。该文通过分析不同石油焦对阳极质量的影响,提出了原料掺配技术的控制措施。     

煅烧温度对不同石油焦煅后焦性能的影响

对四种不同石油焦原料分别在1050、1100、1150、1200、1250、1300℃下进行煅烧处理,研究煅烧温度和杂质元素对煅后焦性能的影响.结果表明,随着煅烧温度的增加,煅后焦的实收率和电阻率降低,真密度升高;低灰分、低挥发分石油焦有利于获得低电阻率的煅后焦;杂质元素Ca和Na对煅后焦CO_2反应性有强烈的催化作用,而S元素的存在可有效抑制Ca和Na元素对CO_2反应性的催化作用;杂质元素V对煅后焦的空气反应性有极大的催化作用.     

颗粒接触特性对煅烧石油焦换热器传热性能的影响

为了探究煅烧石油焦颗粒间接触特性对换热器传热性能的影响,构建了换热器非稳态传热模型,研究了颗粒间接触(接触面积系数)变化对换热器传热性能的影响规律。结果表明:随着接触面积系数的增加,颗粒间接触越好,导热能力越强,颗粒层平均温度降低速率、蓄热量减少速率明显加快,固相平均传热贡献度、壁面综合传热系数和放热率增加,有效换热时间下降,当接触面积系数由0. 03增加到0. 07时,固相平均传热贡献度由83. 4%上升到90. 5%,壁面综合传热系数由12. 7 W/(m2·K)增加到27. 1 W/(m2·K),放热率从83. 79%增加到98. 2%,有效换热时间从8. 02 h减小到5. 07 h。     

粒径对煅烧石油焦颗粒与换热器一次换热的影响

针对煅烧石油焦与换热器的一次换热过程,构建了菱面体堆积条件下的非稳态传热模型,系统研究了粒径变化对一次换热过程的影响规律。研究结果表明:随着换热时间的增加,颗粒堆的温度和比焓均呈现先快后慢的下降趋势。随着粒径的增加,壁面综合换热系数和放热率增加,有效换热时间减小。当粒径由1.77 mm增至14.6 mm,壁面综合换热系数由1.81 W/(m~2·K)增至16.41 W/(m~2·K),放热率从39.58%增至85.24%,有效换热时间从1 282 min降至218 min。     

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．     

电解氧化镨工艺过程中石墨阳极的消耗研究

稀土电解镨过程中石墨阳极的消耗对生产有重要影响。石墨阳极的非正常消耗是生产成本增加,而且会增加产品碳含量,金属纯度难以控制,产品合格率低。通过生产数据说明石墨阳极消耗的主要方式,研究电解温度、氧化镨加入量和石墨阳极的致密度对阳极消耗的影响,分析原因指出如何降低石墨阳极的消耗。     

铝电解槽预焙阳极开槽对气泡排出的影响

采用数值仿真的方法计算在铝电解槽预焙阳极上开槽后的气泡-电解质流场,从阳极底掌下电解质中气泡分布的角度考察阳极不同开槽方式对气泡排出的影响.结果表明:阳极不开槽时底掌下电解质中的气泡可以分为2层,靠上的一层为方形薄层,靠下的一层为聚集于中部的半方半椭圆的气泡层,整个气泡层厚度较大且气泡含量多;开槽位置及开槽数量均对在阳极长度方向开槽的排气效果有较大影响,合理开槽能明显加快气泡的排放,消除中心聚集的部分气泡层;在阳极宽度方向开槽也可以促进气泡排放,但其效果主要受开槽数量的影响;在阳极竖直方向开槽对减小气泡层厚度和气泡含量作用不太显著.     

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.     

添加剂对于炭阳极活性的影响

通过测定加入锂盐的预焙炭阳极的极化曲线,表明锂盐的存在降低了铝电解的阳极过电压;极化曲线的Tafel方程分析表明,锂盐增加了炭阳极在电解铝过程中的活性·通过浸渍锂盐的活性石墨阳极的极化曲线的测定表明阳极过电压的降低主要是反应过电压降低所致,气膜过电压的测定证明了锂盐能够改善阳极与电解质的湿润性,从而降低阳极气膜过电压     

电解工艺对NiFe2O4基金属陶瓷阳极耐腐蚀性能的影响

研究了5%Ni-NiFe2O4金属陶瓷惰性阳极在冰晶石-氧化铝熔体中的腐蚀行为及电解参数对腐蚀率的影响.研究结果表明:当Al2O3质量分数大于5%或接近饱和时,电极腐蚀率较低;当Al2O3质量分数小于2%时,电极腐蚀加快;当在冰晶石熔体中不加Al2O3时,会发生灾变腐蚀;当分子比为2.2～2.4,电解温度为960℃时,腐蚀率较低;溶解的铝和高电流密度对惰性阳极的正常工作不利,电流密度适当时有利于降低阳极的腐蚀率;导致惰性阳极腐蚀的主要原因有铝热还原,碳化铝的溶解及电沉积、陶瓷基体的氟化反应.     

铝电解用惰性阳极钙钛矿陶瓷的物性探索

选择LaxFe1-xO3,LaxNi1-xO3,LaW0.25-xFexNi0.75O3和laSrMn1-xWxO3等材料作为铝电解用惰性电极，对其电阻率及抗熔融冰晶石一氧化铝熔盐的腐蚀能力进行了研究．结果表明，样品的电阻率能满足铝电解生产的要求，但耐腐蚀性尚需进一步提高．     

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.     

铝电解控制中偏移分析的应用

提出一种偏移分析的模型,即考察属性对象落入指定的属性范围的比率,若对象没有落入指定范围,则称其发生了偏移.运用该模型针对单台电解槽及其运行历史建立考核目标,用来量化和评价管理指标与控制指标.偏移分析模型分为单维偏移和多维偏移,用于考察单个属性和多个属性的情况.在偏移分析模型中,偏移系数F满足：0≤F≤1,且F越接近1,偏移量越大,说明操作人员管理电解槽的水平较低;F越接近0,偏移量越小,说明操作人员管理电解槽的水平较高.实验结果表明,这种模型适用于铝电解工业控制.     

温度对铝合金牺牲阳极活化溶解行为的影响

在20℃和65℃，对Al-Zn-In-Sn-Mg牺牲阳极进行电化学性能测试、活性离子沉积实验、极化腐蚀形貌观察和孔蚀性能的测定．分析认为：在常温下，铝阳极的活化过程主要是活性元素的“溶解-再沉积”过程；高温下以小孔腐蚀和晶间腐蚀为主要的溶解方式．     

添加剂对铝电解炭基阴极钠渗透膨胀过程的影响

为了提高现用铝电解炭基阴极的抗钠侵蚀性能,在实验室条件下研究了添加剂对铝电解炭基阴极钠渗透膨胀的影响.结果表明:添加B2O3能减缓钠的初期渗透和膨胀速率,但同时会增加阴极的终期膨胀量;而添加TiB2既能减少金属钠的渗透量,又能降低炭基阴极的钠膨胀率;当同时加入TiB2和B2O3时,能够进一步提高炭基阴极的抗钠渗透膨胀性能.     

铝电解槽磁流体的两相模拟及其界面追踪

采用商业软件ANSYS与CFX相结合的方法,运用有限元及有限体积法与两相流模型对300 kA铝电解槽导电磁流体的铝液、电解质两相湍流流动进行研究,并耦合VOF算法追踪铝液界面波动,模拟计算正常工况及角部换极下的稳态流场。研究结果表明:铝液流场基本呈现为2个大的漩涡,流场计算值与测试值比较接近;而在角部阳极更换后铝液中水平电流密度显著增大;在新阳极下方的铝液中形成较大速度涡旋,对流场的较大扰动导致界面波动幅度增加,极距减小;通过适当提升新极安装高度可增强磁流体的稳定性。     

新型氧化铝矿浆烧成炉内热过程的数值模拟

在了解氧化铝矿浆干燥、烧成工艺及设备的基础上,针对中国铝业股份有限公司中州分公司开发的一种新的氧化铝矿浆干燥和烧成炉,建立了矿浆干燥、烧成炉内气固两相流的流动传热以及烧成过程的数学模型,就干燥、烧成炉运行参数及各几何参数进行优化计算,得出了炉内气固两相流动的速度场、温度场、压力场以及颗粒干燥和烧成反应时间,并分析讨论了喷口位置、喷口速度、颗粒雾化粒径等参数对氧化铝矿浆干燥、烧成工艺的影响.     

煅烧回转窑煅烧带的控制及实现

通过对煅烧带分界面位置及温度的测量,调节二、三次风及负压达到控制煅后焦质量的目标。     

低温电解条件下铝电解用NiFe_2O_4-10NiO基金属陶瓷阳极Fe元素腐蚀行为研究

采用粉末冶金技术制备出铝电解用NiFe2O4-10NiO陶瓷基体和30(40Cu-Ni)/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷阳极,并在低温电解条件下,对NiFe2O4陶瓷相中Fe元素的腐蚀行为进行研究。结果表明,在烧结过程中,NiFe2O4尖晶石陶瓷基体会在氮气中发生离解,在动态化学腐蚀试验和电解试验中,陶瓷相中的Fe元素更容易进入电解质;电解24h后,铝液中Fe、Ni、Cu的含量分别为0.45%、0.13%和0.03%。