[發(fā)明專(zhuān)利]低溫低碳節(jié)能—電解鋁及原鋁電解精煉高純鋁新技術(shù)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010251350.7
• 申請(qǐng)日: 2010-08-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102373484A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喬衛(wèi)林
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 喬衛(wèi)林
• 主分類(lèi)號(hào): C25C3/06
• 分類(lèi)號(hào): C25C3/06;C25C3/12;C25C3/18;C25C3/24
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

一、技術(shù)領(lǐng)域

該新技術(shù)屬有色金屬冶煉領(lǐng)域，細(xì)分可屬輕金屬冶煉及精煉部分。?

二、技術(shù)背景

目前國(guó)內(nèi)外鋁的電解冶煉，一直采用傳統(tǒng)的冰晶石為電解質(zhì)高溫熔鹽電解法生產(chǎn)金屬鋁，其電解工作溫度在940～960℃范圍內(nèi)，其電能效率低，最多不超過(guò)49％，目前電解鋁屬高能耗行業(yè)。另外傳統(tǒng)冰晶石熔鹽電解鋁在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定量的有害氣體氟及氟化氫，同時(shí)還產(chǎn)生大量的一氧化碳及二氧化碳?xì)怏w。?

三、發(fā)明內(nèi)容

1、通過(guò)對(duì)大量熔鹽電解質(zhì)成分的探索改進(jìn)，研發(fā)出新的熔鹽電解質(zhì)，新電解質(zhì)成分為：氯化鈉、氯化鈣、氟化鋰、氟化鈉、氟化鉀復(fù)合熔鹽電解質(zhì)。其化學(xué)組成為：NaCl％(36～46)-CaCl₂％(46～59)-LiF％(0～10)-NaF％(0～16)KF％(0～9)。用此復(fù)合熔鹽電解鋁，電解工作溫度可降至700℃左右，實(shí)現(xiàn)了鋁低溫工業(yè)化電解生產(chǎn)。?

2、采用上述新電解質(zhì)進(jìn)行電解鋁生產(chǎn)，每生產(chǎn)一噸電解鋁，炭消耗量小于50公斤，甚至更低。?

3、采用上述新電解質(zhì)在生產(chǎn)電解鋁過(guò)程中，每噸電解鋁產(chǎn)品所產(chǎn)生的有害氣體不足傳統(tǒng)冰晶石熔鹽電解鋁所產(chǎn)生有害氣體HF、F₂、CO量的白分之一，溫室氣體二氧化碳(CO₂)的排放量也小于傳統(tǒng)電解鋁排放量的百分之十。?

4、采用上述新電解質(zhì)比傳統(tǒng)電解鋁工業(yè)生產(chǎn)，每噸可節(jié)電2500～3500度，傳統(tǒng)電解鋁的電能效率小于49％，而新技術(shù)電能效率可達(dá)70％左右。采用新技術(shù)電流效率可達(dá)90～96％。?

5、上述新電解質(zhì)可用于原鋁熔鹽電解精煉提純高純鋁，同樣可做到低溫、節(jié)能、低碳消耗、低CO、CO₂等有害氣體排放。?

6、新技術(shù)在電解鋁生產(chǎn)中無(wú)需對(duì)原傳統(tǒng)電源及電解槽設(shè)備進(jìn)行大改造，只需將傳統(tǒng)常用的碳陽(yáng)極換成石墨陽(yáng)極，同時(shí)給電解槽增加保溫及自動(dòng)控溫系統(tǒng)即可。生產(chǎn)的主要原料Al₂O₃也不需改變。?

7、采用新電解質(zhì)比目前傳統(tǒng)三層液電解精煉鋁工藝簡(jiǎn)單，不需向原鋁中加35％左右的銅，最關(guān)鍵的是采用上新電解質(zhì)電解精煉高純鋁節(jié)電，每生產(chǎn)一噸高純鋁可節(jié)電3500～4500度。目前傳統(tǒng)三層液電解精煉鋁每噸電耗16000度左右，而采用新技術(shù)新電解電解一噸高純鋁只需耗電11500～12500度。?

四、具體實(shí)施方式

采用新技術(shù)并實(shí)現(xiàn)低溫、低能耗、低碳消耗、低碳排放、低有害氣體C0、HF、F₂產(chǎn)生，無(wú)需對(duì)傳統(tǒng)電解鋁電源設(shè)備及電解槽等主要設(shè)備進(jìn)行改造，只需將傳統(tǒng)工藝的碳素陽(yáng)極更換為石墨陽(yáng)極，同時(shí)，給電解槽增加保溫及自動(dòng)控溫系統(tǒng)，并將電解槽中的冰晶石電解質(zhì)更換為上述新電解質(zhì)組成成分即可。?

采用新電解質(zhì)進(jìn)行原鋁電解精煉高純鋁，無(wú)需對(duì)傳統(tǒng)電解槽進(jìn)行大的改造，只需在石墨陰極下放置一個(gè)高純鋁液收集槽或坩堝(槽和坩堝的材質(zhì)可以選石墨或鋼玉)，并使陰極插入鋁液收集槽或坩堝的三分之一深度。另外，最關(guān)鍵點(diǎn)是收集槽或坩堝上部高度要比原鋁液面高6～20cm為宜，新電解質(zhì)夜面比高純鋁液收集槽(或坩堝)的上部高出10～20cm為宜。這樣即可順利完成原鋁電解精煉高純鋁。?