專利名稱：：電解過熱度控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種電解過熱度控制方法，屬于鋁電解
技術(shù)領(lǐng)域：
。技術(shù)背景鋁電解槽在正常生產(chǎn)中，為保證酸性電解質(zhì)成分穩(wěn)定及提高電解質(zhì)成分導電率，通常向鋁電解槽中添加一定數(shù)量的氟化鹽，主要是氟化鋁，通常消耗量為20—40kg/t-Al，以保證電解質(zhì)中游離氟化鋁量易保持一定范圍，通常為5—13%，處于酸性電解生產(chǎn)中。過去根據(jù)邱竹賢的實驗結(jié)論，生產(chǎn)溫度每降低l(TC，可提高電流效率0.1%。過去生產(chǎn)中主要控制思路放在對電解溫度的控制，通過調(diào)整技術(shù)工藝條件、修改計算機參數(shù)和添加氟化鹽的方法來實現(xiàn)對電解溫度的控制，缺少對電解質(zhì)初晶溫度和電解過熱度的控制。但隨著電解技術(shù)理論的發(fā)展,逐步改變了這種理論，最好控制過熱度，過熱度每降低l(TC，可提高電流效率0.5%以上，為了保證生產(chǎn)的準確性，有效合理地控制生產(chǎn)溫度，將過熱度控制在0—1(TC范圍內(nèi)較為理想。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種電解過熱度控制方法，有效降低電解過熱度，提高電流效率，降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明所述的電解過熱度控制方法，按照下列公式計算初晶溫度T初(。C):979.8+16.5LiF-6.42MgF2-0.67CaF2-3.39A1203-1.41A1F3-0.09A1F/式中LiF為LiF的重量百分含量，MgR為MgF2的重量百分含量，CaR為CaF2的重量百分含量，A1A為Al203的重量百分含量，A1F3為A1F3的重量百分含量；通過測量實際溫度T，獲得過熱度AT-T-T初；根據(jù)測量實際溫度T和需要控制的過熱度AT，調(diào)整配料中A1F3的添加量，滿足初晶T初的要求，保證過熱度AT的準確穩(wěn)定控制；A1F3的添加量=(根據(jù)計算所需AlF3含量-分析AlF3含量+雜質(zhì)分解A1F3含量)X溫度系數(shù)；其中根據(jù)計算所需A1F3含量為將電解質(zhì)成分分析數(shù)據(jù)Al203、CaF2、MgF2和LiF的百分含量代入初晶溫度計算公式計算所需AlFs含量，其中，T(°0=該槽測量溫度1—過熱度設(shè)定值，如8"C、5'C等；分析A1F3含量為(6-2K)/(6+3K)*100，其中K為該槽電解質(zhì)成分分析數(shù)據(jù)中的分子比;雜質(zhì)分解Al&含量為根據(jù)添加的氧化鋁量及氧化鋁化學分析單中Na20和H20的重量含量，應用化學反應式2ALF3+3H20=AL203+6HF和3NaF+ALF3=Na3ALF6Na20進行計算。如計算機設(shè)定下料間隔為120秒下料一次，每次兩點同時下料，每個定容器下料量為1.8Kg，即每次下料3.6Kg，每日下料次數(shù)為60秒X60分X24小時/120秒720次，氧化鋁進入電解槽量為720次X3.6Kg=2592Kg。氧化鋁化學分析單中Na20的含量為0.65%,H20含量為0.25%。應用化學反應式2ALF,+3H20=AL203+6HF;計算得到參加水解反應消耗得氟化鋁量為(2592KgXO.25%)X168/54=20.2Kg;應用化學反應式3NaF+ALF3=Na3ALFeNa20計算參加反應消耗氟化鋁量為[(2592X0.65%)X46/62]X126/84=8.33Kg，氟化鋁總消耗量為28.53Kg。溫度系數(shù)見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>表中T為測量實際溫度，AX為游離氧化鋁濃度，等于計算所需A1F3含量-分析A1F3含量。本發(fā)明具有以下有益效果(1)容易控制電解質(zhì)中游離氟化鹽的濃度，使電解質(zhì)中氟化鹽含量變化幅度小，電解生產(chǎn)更加平穩(wěn)，有利于電解質(zhì)初晶溫度控制和過熱度控制，提高電流效率和延長槽壽命。(2)結(jié)合生產(chǎn)數(shù)據(jù)和化學分析數(shù)據(jù)擬合的初晶溫度更加準確，利于生產(chǎn)行程的準確控制。(3)為氟化鹽實現(xiàn)智能控制打下堅實基礎(chǔ)，方便將氟化鹽的經(jīng)驗添加改為計算機控制的機械添加，方便控制，準確度高，避免人為添加造成的游離氟化鹽波動和浪費，對鋁電解槽的生產(chǎn)沖擊小，更能穩(wěn)定電解生產(chǎn)。(4)利用本發(fā)明方法確定的氟化鋁添加，能夠有效地降低電解過熱度，在實際應用電解生產(chǎn)中過熱度在O—IO的合格率達到98%，有效地降低了生產(chǎn)成本,提高了經(jīng)濟效益。具體實施方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。實施步驟(1)根據(jù)質(zhì)檢中心提供各種成分分析數(shù)據(jù)八1203、CaF2、MgF2和LiF的含量及確定過熱度控制在0—10'C，以控制過熱度5'C為控制基準，根據(jù)測量電解生產(chǎn)溫度T，將T-5'C代入下式計算所需A1F3含量。T初(°0=979.8+16.5LiF—6.42MgF廠0.67CaF廠3,39A1203—1.41A1F3—0.09A1F32(2)從溫度系數(shù)表，根據(jù)測量電解生產(chǎn)溫度選擇溫度系數(shù)。(3)計算雜質(zhì)分解A1F3所需A1F3含量。(4)計算添加A1F3含量。八1&添加量=(根據(jù)計算所需A1F3含量-分析A1F3含量+雜質(zhì)分解A1F3含量)X溫度系數(shù)。實施例1申請人車間235#槽，電解質(zhì)成分分析報表數(shù)據(jù)如下氟化鋰0.51%;氟化鎂1.92%;氟化鈣5.32%;氧化鋁濃度2%分子比2.43mol/l;溫度950°C氟化鋁的消耗量計算機設(shè)定下料間隔為120秒下料一次，每次兩點同時下料，每個定容器下料量為1.8Kg，即每次下料3.6Kg，每日下料次數(shù)為60秒X60分X24小時/120秒二720次，氧化鋁進入電解槽量為720次X3.6Kg=2592Kg。氧化鋁化學分析單中Na20的含量為0.65%，H20含量為0.25%。應用化學反應式2ALF3+3H20=AL203+6HF;3NaF+ALF3=Na3ALF6計算得到參加水解反應消耗得氟化鋁量為(2592KgXO.25%)X168/54=20.2Kg;Na20參加反應消耗氟化鋁量為[(2592XO.65%)X46/62]X126/84=8.33Kg，氟化鋁總消耗量為28.53Kg。將各種成分分析數(shù)據(jù)Al203、CaF2、MgF2和LiF的含量代入下式計算所需AlF3含量。T初(。0=979,8+16.5LiF—6.42MgF2—0,67CaF2—3.39A1203—1.41A1F3—0.09A1F32得到不同電解溫度與ALF3濃度時ALF3的添加系數(shù)為0.5，經(jīng)盤存計算該槽電解質(zhì)總量為8125Kg，計算得到添加值為(0.607X8125+28.53)X0.5=38.9Kg，添加的氟化鋁中氟化鋁含量為99%，計算最終當日所需添加量為38.9/99X二39.3Kg。在微機中對氟化鹽控制量做一次更改，進行微機自動控制添加氟化鋁，下次電解質(zhì)成分報表分析數(shù)據(jù)235#槽，分子比為2.42，氟化鈣5.41;氧化鋁濃度2.25;氟化鋰0.52;氟化鎂1.88;對該槽過熱度進行測量得到過熱度為5.7'C，電解質(zhì)溫度952.4'C,測量初晶溫度946.7'C，理論初晶溫度值949.6°C。實施例2申請人車間225井槽，電解質(zhì)成分分析報表數(shù)據(jù)如下氟化鋰0.52%;氟化鎂1.87%;氟化鈣5.66%;氧化鋁濃度2.82%分子比2.47mol/l;溫度952°C首先計算氟化鋁的消耗量計算機設(shè)定下料間隔為120秒下料一次，每次兩點同時下料，每個定容器下料量為1.8Kg，即每次下料3.6Kg，每日下料次數(shù)為60秒X60分X24小時/120秒二720次，氧化鋁進入電解槽量為720次X3.6Kg=2592Kg。氧化鋁化學分析單中Na20的含量為0.65%,H20含量為0.25%。應用化學反應式2ALF3+3H20=AL203+6HF;3NaF+ALF^Na3ALF6計算得到參加水解反應消耗得氟化鋁量為(2592KgXO.25%)X168/54=20.2Kg;Na20參加反應消耗氟化鋁量為[(2592XO.65%)X46/62]X126/84=8.33Kg，氟化鋁總消耗量為28.53Kg。將各種成分分析數(shù)據(jù)A1203、CaF2、MgF2和LiF的含量代入下式計算所需AlF3含量。T初(。0=979.8+16.5LiF_6.42MgF2-0.67CaF2-3.39A1203—1.41A1F3—0.09A1F32得到游離氟化鋁所需量為7.639，分析分子比為2.43，即實際游離氟化鋁為(6-2X2.47)/(6+3X2.47)X100=7.905，兩值相差-0.266，槽溫952。C，查表得到不同電解溫度與ALF3濃度時ALF3的添加系數(shù)為0.75，經(jīng)盤存計算該槽電解質(zhì)總量為8075Kg,計算得到添加值為(0.266X8075+28.53)XO.75=37.5Kg，添加的氟化鋁中氟化鋁含量為99%，計算當日所需添加量為38.9/99%=37.9Kg。在微機中對氟化鹽控制量做一次更改，微機自動控制添加氟化鋁，下次電解質(zhì)成分報表分析數(shù)據(jù)225#槽，分子比為2.43;氟化鈣5.72;氧化鋁濃度2.03;氟化鋰0.48;氟化鎂1.9;對該槽過熱度進行測量得到過熱度為4.7'C，電解質(zhì)溫度955°C，測量初晶溫度950.3°C，理論初晶溫度值950.7°C。實施例3申請人車間215#槽，電解質(zhì)成分分析報表數(shù)據(jù)如下氟化鋰0.49%;氟化鎂1.87%;氟化鈣6.13%;氧化鋁濃度2.08%分子比2.36mol/1;溫度949°C氟化鋁的消耗量計算機設(shè)定下料間隔為120秒下料一次，每次兩點同時下料，每個定容器下料量為1.8Kg，即每次下料3.6Kg，每日下料次數(shù)為60秒X60分X24小時/120秒二720次，氧化鋁進入電解槽量為720次X3.6Kg二2592Kg。氧化鋁化學分析單中Na20的含量為0.65%,仏0含量為0.25%。應用化學反應式2ALF3+3H20=AL203+6HF;3NaF+ALF^Na3ALF6計算得到參加水解反應消耗得氟化鋁量為(2592KgXO.25%)X168/54=20.2Kg;Na20參加反應消耗氟化鋁量為[(2592X0.65%)X46/62]X126/84=8.33Kg，氟化鋁總消耗量為28.53Kg。將各種成分分析數(shù)據(jù)Al203、CaF2、MgF2和LiF的含量代入下式計算所需AlF3含量。T初(。C):979.8+16.5LiF-6.42MgF2-0.67CaF2-3.39A1203-1.41A1F3-0.09A1F32得到游離氟化鋁所需量為9.243，分析分子比為2.36，即實際游離氟化鋁為(6-2X2.36)/(6+3X2.36)X100=9.786，兩值相差-0.543，槽溫949。C，査表得到不同電解溫度與ALF3濃度時ALF3的添加系數(shù)為0.5，經(jīng)盤存計算該槽電解質(zhì)總量為8056Kg，計算得到添加值為(0.607X8056+28.53)X0.5=38.7Kg，添加的氟化鋁中氟化鋁含量為99%，計算最終當日所需添加量為38.7/99%=39.1Kg。在微機中對氟化鹽控制量做一次更改，進行微機自動控制添加氟化鋁，下次電解質(zhì)成分報表分析數(shù)據(jù)215#槽，分子比為2.46，氟化鈣6.01;氧化鋁濃度2.20;氟化鋰0.50;氟化鎂1.89;對該槽過熱度進行測量得到過熱度為5.4°C，電解質(zhì)溫度950.2°C,測量初晶溫度944.8°C,理論初晶溫度值950.5°C。權(quán)利要求1、一種電解過熱度控制方法，其特征在于按照下列初晶溫度計算公式T初(℃)＝979.8+16.5LiF-6.42MgF2-0.67CaF2-3.39Al2O3-1.41AlF3-0.09AlF32式中LiF為LiF的重量百分含量，MgF2為MgF2的重量百分含量，CaF2為CaF2的重量百分含量，Al2O3為Al2O3的重量百分含量，AlF3為AlF3的重量百分含量；通過測量實際溫度T，獲得過熱度ΔT＝T-T初；根據(jù)測量實際溫度T和需要控制的過熱度ΔT，調(diào)整配料中AlF3的添加量，滿足初晶T初的要求，保證過熱度ΔT的準確穩(wěn)定控制；AlF3的添加量＝(根據(jù)計算所需AlF3含量-分析AlF3含量+雜質(zhì)分解AlF3含量)×溫度系數(shù)；其中根據(jù)計算所需AlF3含量為將電解質(zhì)成分分析數(shù)據(jù)Al2O3、CaF2、MgF2和LiF的重量百分含量代入初晶溫度計算公式計算所需AlF3含量，其中T初(℃)＝該槽測量溫度T-過熱度設(shè)定值；分析AlF3含量為(6-2K)/(6+3K)*100，其中，K為該槽電解質(zhì)成分分析數(shù)據(jù)中的分子比；雜質(zhì)分解AlF3含量為根據(jù)添加的氧化鋁量及氧化鋁化學分析單中Na2O和H2O的重量含量，應用化學反應式2ALF3+3H2O＝AL2O3+6HF和3NaF+ALF3＝Na3ALF6Na2O進行計算；溫度系數(shù)見下表<tablesid="tabl0001"num="0001">id="icf0001"file="S2008100160274C00011.gif"wi="175"he="62"top="181"left="14"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="no"/></tables>表中T為測量實際溫度，AX為游離氧化鋁濃度，等于計算所需AlF3含量-分析AlF3含量。全文摘要本發(fā)明涉及一種電解過熱度控制方法，屬于鋁電解
技術(shù)領(lǐng)域：
，按照初晶溫度計算公式計算初晶溫度，通過測量實際溫度T，獲得過熱度ΔT＝T-T_初；再根據(jù)測量實際溫度T和需要控制的過熱度ΔT，調(diào)整配料中AlF₃的添加量，滿足初晶T_初的要求，保證過熱度ΔT的準確穩(wěn)定控制；有效降低電解過熱度，提高電流效率，降低生產(chǎn)成本。文檔編號C25C3/00GK101270485SQ20081001602公開日2008年9月24日申請日期2008年5月10日優(yōu)先權(quán)日2008年5月10日發(fā)明者曹新樂,朱乃寶,林玉勝,肖亞明,馬紹良申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司