[发明专利]一种减小铝电解槽内铝液流速和波动的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种减小铝电解槽内铝液流速和波动的方法，适用于氧化铝-冰晶石熔盐电解制取铝的过程。

背景技术

现行的工业铝电解槽在强大磁场的影响下，槽内的阴极铝液会产生流动和波动，在电解槽炉膛内型极不规则的情况下，甚至会发生滚铝，出现铝液喷射到槽外的现象，使电解槽无法稳定运行。传统降低铝液流动和波动的方法是增加铝液高度，减少铝液中的水平电流。由于铝液的波动存在，现行电解槽的槽电压一般都设置在4.0V～4.3V之间，电解槽磁场设计的好坏表现在槽电压和电流密度的高低，磁场设计好的电解槽，在相同电流密度下槽电压低，能耗低。为了降低铝液波动的影响，人们提出了干式阴极的电解槽结构，电解槽阴极表面没有铝液，从而达到降低槽电压，降低能耗的目的。该种结构的电解槽通常称为新型结构电解槽，这种电解槽需要使用可湿润阴极材料，以使铝液汇聚而保持较高的电流效率。2007年，冯乃祥教授提出了一种阴极凸起的阻隔铝液波动的电解槽结构(ZL200710010523.4)，能够降低槽电压、实现低能耗运行。该结构电解槽的特点是阻隔物与阴极是一个整体，难以解决阴极材料和阻隔铝液材料的不同特性要求，阴极材料要求具有低电阻率、强抗腐蚀性的特性，而阻隔铝液波动的材料更注重抗腐蚀性，对导电性能要求不高，同时一旦阻隔材料损坏就导致整个阴极需要更换而导致成本高。

发明内容

本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种可以大幅降低电解槽内的铝液流速和波动，提高电解槽的电流效率，稳定电解生产，操作容易、成本低的减小铝电解槽内铝液流速和波动的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种减小铝电解槽内铝液流速和波动的方法，其特征在于其方法是在电解槽铝液区域内设置横向和纵向条形杆状阻隔体。

本发明的一种减小铝电解槽内铝液流速和波动的方法，其特征在于在铝液内设置的条形杆状阻隔体长度为电解槽槽膛横向长或电解槽槽膛纵向长，条形杆状阻隔体横截面的长为50mm～300mm，宽为50mm～250mm，阻隔体下表面距离电解槽阴极上表面为10mm～280mm。

一种减小铝电解槽内铝液流速和波动的方法，其特征在于其方法是在电解槽铝液区域内设置的条形杆状阻隔体的截面宽度之和为电解槽槽膛纵向长度的5％～60％，纵向上安装的条形杆状阻隔体的截面宽度之和为电解槽槽膛横向长度的0％～50％。

本发明的一种减小铝电解槽内铝液流速和波动的方法，其特征在于是所设置的条形杆状阻隔体的横截面形状是正方形、长方形或椭圆形。

本发明的一种减小铝电解槽内铝液流速和波动的方法，其特征在于在电解槽铝液区域内设置的条形杆状阻隔体的材质为铝用阴极炭素材料或密度大于2.6g/cm³的Al₂O₃、Mg₂O或SiC材料。

本发明的一种减小铝电解槽内铝液流速和波动的方法，其特征在于条形杆状阻隔体安装在电解槽上的方法是把侧部炭块加工出凹槽，侧部炭块安装好后把条形杆状阻隔体端头安装在凹槽上。

本发明的一种减小铝电解槽内铝液流速和波动的方法，其特征在于条形杆状阻隔体安装在电解槽上的方法是在捣固人造伸腿的时候在上面预留凹槽，然后把条形杆状阻隔体直接安装在凹槽上。

本发明的一种减小铝电解槽内铝液流速和波动的方法，其特征在于条形杆状阻隔体安装在电解槽上的方法是利用碳酸磷加水搅拌而成的高温胶把阻隔体粘结在电解槽的人造伸腿上。

本发明的一种减小铝电解槽内铝液流速和波动的方法，其特征在于条形杆状阻隔体安装在电解槽上的方法是利用冷捣糊将阻隔体固定在电解槽的人造伸腿上。

本发明的一种减小铝电解槽内铝液流速和波动的方法，其特征在于在电解槽铝液区域内设置的条形杆状阻隔体的材料为重质耐火材料时，其在电解槽上的安装是靠放置在阴极表面的下支撑体来放置在铝液内的。

本发明提出的一种减小铝电解槽内铝液流速和波动的方法，特别适用于现行工业铝电解槽，对电解槽设计无特殊要求，可以利用电解槽大修或者电解槽新建的时候进行简单的改进即可实现，可以在筑炉的时候，在相应的位置把阻隔体安装上，施工简单，可操作性强。该发明实施后可以降低阴极铝液的流动速度和铝液波动高度，从而提高了电解槽内金属铝液面的稳定性，减小了铝的溶解损失，降低槽电压，提高电流效率，降低铝电解生产能耗，提高了电解槽的稳定性，降低了铝电解槽的管理难度。