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电解炼?#28860;?#27687;化铝化学纯度及物理性能的要求

发布日期: 2019-06-14 09:30:06    阅读量(153)    作者:张红

氧化铝主要是用作电解法炼铝的原料,氧化铝的质量直接影响所得金属铝的纯度和铝电解生产的技术经济指标。现代铝工业对氧化铝的要求,首先是它的化学纯度,其次是其物理性能。

a、化学纯度

在化学纯度方面,要求氧化铝?#24615;?#36136;含量和水分要低。

如果氧化铝中含有比铝更正电性元素的氧化物(Fe2O3、SiO2、TiO2、V2O5等),这些元素在电解过程中,将首先在阴极上析出而使铝的质量降低并降低电流效率。SiO2还会与氟化盐反应生成有毒的SiF4气体,?#35748;?#32791;氟盐又污染环境。如果其中含有比铝更负电性元素的氧化物(Na2O、CaO等),则在电解时会与氟化铝反应,造成氟化铝耗量增加。

氧化铝中的水分会与电解质中的AlF3作用生成HF,造成氟盐消耗并污染环境。此外,当灼减高?#34541;?#28287;后的氧化铝与高温熔融的电解质接触时,则会引起电解质暴溅,危及操作人员安全。

因此,电解炼铝用的氧化铝必须具有较高的纯度,其杂质含量应尽可能低。氧化铝质量与生产方法有关,拜耳法生产氧化铝的纯度要高于烧结法。

我国生产的氧化铝,按化学纯度分?#24230;?#34920;1所?#23613;D壳埃?#20013;国铝业股份有限公司各分公司?#21450;?#27687;化铝国家有色行业标准YS/T274—1998组织生产。

表1氧化铝国家有色行业标准(YS/T274—1998)

b、物理性能

氧化铝的物理性能对保证电解过程的正常进行和提高气体净化效率至关重要。通常要求氧化铝具有较小的吸水性、较好的活性和适宜的粒度,能够较快地溶解在冰晶石熔体中,加料时飞扬损失少,并且能够严密地覆盖在阳极炭块上,防止它在空气中氧化。当氧化铝覆盖在电解质结壳上时,可起到良好的保温作用。在气体净化中,要求它具有足够的比表面积,从而能够有效地吸收HF气体。这些物理性质主要取决于氧化铝的晶型、粒度和形状。

工业用氧化铝通常是α-Al2O3和γ-Al2O3的混合物,它们之间的比例对氧化铝的物理性能有直接影响。α-Al2O3的晶型稳定,γ-Al2O3的晶型不稳定,与α-Al2O3相比,γ-Al2O3具有较强的活性、吸水性和较快的溶解速度。

?#30333;?#27687;化铝具有流动性好、溶解快、对HF吸附能力强等特点,特别适合大型中间?#38109;?#39044;焙槽炼铝和干法烟气净化技术,故工厂多采用?#30333;?#27687;化铝。

我国生产的氧化铝,粒度介于面粉状和?#30333;?#20043;间,称为中间状氧化铝。我国自20世纪80年代以来,对?#30333;?#27687;化铝的生产工艺进行了大量研究,为发展我国的?#30333;?#27687;化铝生产工艺打?#38109;?#22522;础。我国新建的山西铝厂和?#28966;?#38109;厂,都生产?#30333;?#27687;化铝,这对推动我国大型预焙槽生产水平起到了积极作用。

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