Påvirkningen av karbonanodekvalitet på aluminiumelektrolyseproduksjon

Som hjertet av aluminiumelektrolyseceller har kvaliteten og arbeidstilstanden til karbonanoder en betydelig innvirkning på hvorvidt aluminiumelektrolyseproduksjonen er normal, samt økonomiske og tekniske indikatorer som strømeffektivitet, elektrisk energiforbruk og produktkvalitet.
1. Anodefeil
70 prosent av elektrolysecellefeil skjer ved anoden. De vanlige anodefeilene (symptomene) som oppstår i elektrolyseceller inkluderer lokal overoppheting av anoden, ujevn strømfordeling, anode som faller av, anode "lang pakke", anodesprekkefeil, anode som faller av, en stor mengde karbonrester som faller ned i elektrolytt, oksidasjon og forbrenning rundt elektroden, og anodetilting. Disse feilene er hovedsakelig forårsaket av kvalitetsproblemer med forhåndsbakte anoder og feil elektrolyseoperasjoner.
(1) Anodeløsning (frakobling). På grunn av dårlig støping av fosforråjern eller defekter i anodekarbonbollen, kan den ferdigbakte anoden oppleve at anodekarbonblokken løsner fra stålkloen på grunn av termisk ekspansjon under bruk. Når dette fenomenet inntreffer, er det nødvendig å fjerne karbonanoden fra elektrolysecellen og erstatte den med en ny forhåndsbakt anode. Når det er store sprekker i anodekarbonblokken vil den også sprekke og falle av.
(2) Anode lang pakke. På grunn av den ujevne interne kvaliteten til den forhåndsbakte anoden, synkroniseres ikke forbrukshastigheten for elektrolyse under bruk, noe som resulterer i et lokalt fremspring på den nedre overflaten av karbonanoden, som kalles den lange anodepakken. Hvis dette fenomenet oppstår, må anoden fjernes, og etter å ha knust den lange pakken under anodekarbonblokken, kan anoden fortsette å brukes i tanken.
(3) Anoden sprekker. Forbakte anoder kan noen ganger ha tverrgående eller langsgående sprekker på grunn av støping eller steking. Generelt sett blir anodekarbonblokker med sprekker funnet før anodestøping ikke støpt; Når det oppdages sprekker på anoden under bruk i elektrolysecellen, er det nødvendig å fjerne og erstatte den med en ny ferdigbakt anode.
Forekomsten av en feil forstyrrer de normale produksjonstekniske forholdene til elektrolysecellen, noe som resulterer i uordnede forhold i elektrolysecellen: spenningsoscillasjon, spenningsøkning, vannrulling av aluminium, ikke-skorpe på elektrolyttoverflaten, delvis ikke-konduktivitet og manglende drift av elektrolysecellen, forårsaker en kraftig reduksjon i strømeffektivitet, en kraftig økning i DC-strømforbruk og råmaterialeforbruk, vanskeligheter med elektrolysecelledrift, en reduksjon i aluminiumskvalitet og fører til og med til celleavstenging.
2. Påvirkning på sportemperatur og strømfordeling
De "akutte symptomene" på ulike anodefeil i aluminiumelektrolyseceller påvirker alvorlig de økonomiske og tekniske indikatorene til cellene, som tidligere nevnt. Den kroniske sykdommen forårsaket av dårlig anodekvalitet fører til høy temperatur og ujevn strømfordeling av anoden og elektrolysecellen, noe som også alvorlig påvirker de økonomiske og tekniske indikatorene til aluminiumelektrolysecellen.
Strømmen som passerer gjennom aluminiumelektrolyseceller kan nå titalls til hundrevis av kiloampere, og endringer i anoderesistivitet, anodeledningsavstand og strukturell form påvirker det elektriske energiforbruket sterkt. Varmen som genereres av det ohmske spenningsfallet til anoden tilsvarer en kontinuerlig drift av et {{0}}KW elektrisk esel. Endringene i motstanden til hver del av anoden påvirker ikke bare energiforbruket, men påvirker også arbeidstemperaturen til anoden og elektrolysecellen, og har dermed en enorm innvirkning på strømeffektiviteten., Hvis resistiviteten til karbonanoden økes med 75 μ Ω. m redusert til 50 μ Ω. m, tonn aluminiumsskall sparer 500KW. h. I tillegg påvirker karbonrestene som faller inn i elektrolytten også strømeffektiviteten og strømforbruket. Forskning har vist at et karbonrestinnhold på 0,04 prosent i elektrolytten kan redusere strømeffektiviteten med 1 prosent; Hvis elektrolytten inneholder 1 prosent karbonrester, kan den redusere ledningsevnen med 11 prosent.
Oksydasjonsreaksjonen mellom karbonanode og luft og karbondioksid står for over 20 prosent av forbruket av karbonanode. Denne reaksjonen er selektiv og nært knyttet til anodekvalitet, anodeprosess, elektrolysecelledesign og elektrolytisk drift.
Reaksjonen mellom karbon og luft utgjør to store farer for elektrolyseceller i aluminium. For det første er reaksjonen en eksoterm reaksjon, som forårsaker en økning i anodebadtemperaturen; Økningen i temperatur vil akselerere reaksjonen under luftsirkulasjonen, og danner en ond sirkel, som ikke bare øker karbonforbruket, men også påvirker strømeffektiviteten; Den andre er den selektive oksidasjonen av denne reaksjonen, som får en stor mengde karbonslagg til å falle av, noe som ytterligere truer de tekniske og økonomiske indikatorene til elektrolysecellen.