一种铝电解槽中氟化铝添加量的计算方法技术

本发明专利技术公开了一种铝电解槽中氟化铝添加量的计算方法，包括计算电解质的净质量

【技术实现步骤摘要】
一种铝电解槽中氟化铝添加量的计算方法


[0001]本专利技术涉及铝电解
，具体涉及一种铝电解槽中氟化铝添加量的计算方法
。

技术介绍

[0002]在铝电解过程中，电解质是铝电解槽的溶剂，是电解铝反应的“血液”，担负着导电
、
溶解氧化铝
、
维持热平衡的重任
。
铝电解槽中加入氟化铝可降低电解质分子比（氟化钠和氟化铝摩尔数之比），改善电解质性质，提高电流效率
。
目前行业内对氟化铝的添加量没有系统的计算方法，各企业在添加时根据各自习惯进行添加，缺少专业分析系统或者参考依据，而氟化铝添加量过少会导致分子比上升
、
电解质温度上升
、
电解槽电流效率降低，添加量过多会导致分子比急剧降低，电解槽稳定性变差
、
氧化铝溶解性能变差，最终导致电流效率降低
、
氟化铝单耗增加
。
因此，合理的添加氟化铝既是维持电解质成分稳定
、
电解槽运行稳定的重要因素，也是优化技术经济指标，降低物料消耗的有效途径
。
[0003]目前铝电解使用的定容下料器材质为普通钢材质，使用时容易受磁场影响，存在被磁化的可能，下料量不稳定
。
而且操作人员对分子比的调整是根据传统方法先进行理论计算，然后再根据现场情况结合经验对理论添加量进行修正，这种方法会导致氟化铝添加量精准度不高，分子比变化波动较大，严重影响电解槽运行的稳定性
。
另外，欠过比
、
电解质温度
、
电解槽针振
、
摆动均会对氟化铝添加量产生影响
。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种铝电解槽中氟化铝添加量的计算方法，目的在于合理的添加氟化铝，维持电解质成分稳定，保障电解槽稳定运行
。
[0005]本专利技术为一种铝电解槽中氟化铝添加量的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）计算电解质的净质量电解质的净质量
=
能容纳电解质的净体积
×
电解质密度；所述能容纳电解质的净体积
=
电解槽反应区体积
+
电解槽中阳极间体积
‑
电解槽小加工面上体积
‑
电解槽大加工面上体积
‑
阳极体积；其中，电解槽反应区体积
=
（电解槽炉膛净长
‑2×
电解槽炉帮厚度）
×
（电解槽炉膛净宽
‑2×
电解槽炉帮厚度）
×
极距；电解槽内阳极间体积
=
（电解槽炉膛净长
‑2×
电解槽炉帮厚度）
×
（电解槽炉膛净宽
‑2×
电解槽炉帮厚度）
×
（电解质水平高度
‑
阴阳极间的极距）；电解槽小加工面上体积
=
（电解槽小加工面宽度
‑
电解槽炉帮厚度）
×
电解质水平高度
×
（电解槽炉膛净宽
‑2×
电解槽炉帮厚度）；电解槽大加工面上体积
=
（电解槽大加工面宽度
‑
电解槽炉帮厚度）
×
电解质水平高度
×
（电解槽炉膛净长
‑2×
电解槽炉帮厚度）；阳极体积
=
阳极净长
×
阳极净宽
×
（电解质水平高度
‑
阴阳极间的极距）
×
阳极块
数；（2）计算电解槽单槽维持量电解槽单槽维持量
=
单槽效率
×
铝的电化学当量
×
24h
×
电解系列电流
×
氟化铝的基准消耗量；（3）计算电解槽目标分子比
K2K2(CR)=(NaF
质量
/NaF
的分子量
+LiF
质量
/LiF
的分子量
+KF
质量
/KF
的分子量
+CaF2质量
/ CaF2的分子量
‑
MgF2质量
/ MgF2的分子量）
/ALF3质量
/ ALF3的分子量；（4）计算氟化铝的理论日调整量氟化铝的理论日调整量
=
氟化铝的理论周调整量
/7;
所述氟化铝的理论周调整量
=
（2×
纯净冰晶石的总量
×
（
K1‑
K2））
/(K2×
(K1+2));
纯净冰晶石的总量
=
电解质的净质量
×
（1‑
总杂质含量
/100
）
;
其中：
K1为电解槽实际分子比；总杂质含量为电解质中
CaF2、KF、MgF2、LiF、AL2O3、NaO
的总含量；（5）计算标定系数根据单槽氟化铝定容下料器的理论下料量和氟化铝定容下料器实际下料量的称量核定结果计算出标定系数，标定系数
=
单槽氟化铝理论下料量
/
单槽氟化铝实际下料量；（6）计算投入系列氧化铝中钠含量和平衡氧化铝中钠含量变化所需的氟化铝中和量
a、
系列氧化铝中钠含量
=
（投入氧化铝量
×
氧化铝中钠含量）
/
总投入量；
b、
平衡氧化铝中钠含量变化所需的氟化铝中和量
=
（实际氧化铝中钠含量
‑
钠含量平均值）
×
日氧化铝下料量
×
ALF3的分子量
/2.4/NaF
的分子量
/100
；（7）计算电解槽客户端的参数修改值电解槽客户端的参数修改值
=
氟化铝日添加量
×
标定系数；所述氟化铝日添加量
=
电解槽单槽维持量
+
氟化铝的理论日调整量
+
平衡氧化铝中钠含量变化所需的氟化铝中和量；所述氟化铝的添加量就是电解槽客户端的参数修改值
。
[0006]优选的，当欠过比发生变化时，对氟化铝添加量进行修正，欠过比每升高或降低
0.01
时，氟化铝添加量增加或减小
2kg。
[0007]优选的，当电解质温度发生变化时，对氟化铝添加量进行修正，电解质温度以
5℃
为基准，在此范围内每升高或降低
2℃
时，氟化铝添加量增加或减小
2kg。
[0008]优选的，当电解槽针振发生变化时，对氟化铝添加量进行修正，电解槽针振值
5mv
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种铝电解槽中氟化铝添加量的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）计算电解质的净质量电解质的净质量
=
能容纳电解质的净体积
×
电解质密度；所述能容纳电解质的净体积
=
电解槽反应区体积
+
电解槽中阳极间体积
‑
电解槽小加工面上体积
‑
电解槽大加工面上体积
‑
阳极体积；其中，电解槽反应区体积
=
（电解槽炉膛净长
‑2×
电解槽炉帮厚度）
×
（电解槽炉膛净宽
‑2×
电解槽炉帮厚度）
×
极距；电解槽内阳极间体积
=
（电解槽炉膛净长
‑2×
电解槽炉帮厚度）
×
（电解槽炉膛净宽
‑2×
电解槽炉帮厚度）
×
（电解质水平高度
‑
阴阳极间的极距）；电解槽小加工面上体积
=
（电解槽小加工面宽度
‑
电解槽炉帮厚度）
×
电解质水平高度
×
（电解槽炉膛净宽
‑2×
电解槽炉帮厚度）；电解槽大加工面上体积
=
（电解槽大加工面宽度
‑
电解槽炉帮厚度）
×
电解质水平高度
×
（电解槽炉膛净长
‑2×
电解槽炉帮厚度）；阳极体积
=
阳极净长
×
阳极净宽
×
（电解质水平高度
‑
阴阳极间的极距）
×
阳极块数；（2）计算电解槽单槽维持量电解槽单槽维持量
=
单槽效率
×
铝的电化学当量
×
24h
×
电解系列电流
×
氟化铝的基准消耗量；（3）计算电解槽目标分子比
K2K2(CR)=(NaF
质量
/NaF
的分子量
+LiF
质量
/LiF
的分子量
+KF
质量
/KF
的分子量
+CaF2质量
/ CaF2的分子量
‑
MgF2质量
/ MgF2的分子量）
/ALF3质量
/ ALF3的分子量；（4）计算氟化铝的理论日调整量氟化铝的理论日调整量
=
氟化铝的理论周调整量
/7;
所述氟化铝的理论周调整量
=
（2×
纯净冰晶石的总量
×
（
K1‑
K2））
/(K2×
(K1+2));
纯净冰晶石的总量
=
电解质的净质量
×
（1‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：王理军，张刚刚，杨海峰，张铁山，张瑞虎，沈贵元，巨建龙，梁吉清，王学己，胡晓龙，李喜元，蒋发鹏，杨华，赵中亮，李硕，
申请(专利权)人：中国铝业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：