技术|细铝灰用于铝电解槽保温料的再利用试验(下)

发布时间: 2020-10-28 01:10:09 作者:中商

上篇文章我们简单的介绍了一下细铝灰的产生、循环利用价值及当前铝灰回收现状。获悉,细铝灰回收可用于合成氧化铝、生产铝酸盐及制作耐火材料和复合材料等。本文紧接上文思路通过试验方式继续探究细铝灰用于铝电解槽保温料的可行性,仅供企业参考借鉴。




细铝灰循环利用试验


(一)细铝灰添加方法


以某公司为实验对象,在400kA系列1#、2#厂房一区各选取10台电解槽,换极时在新极上添加细铝灰用作阳极保温料。试验时间2020年3月~6月,保证每台电解槽所有阳极更换三轮(换极周期是32天,试验时间共计96天)。


具体操作:新极坐入槽内,堵住缝后在两块新极之间平铺一层破碎料,防止细铝灰从极间缝落入槽内,然后在上面铺一层细铝灰。新极上细铝灰高度,控制在阳极上表面以上约10cm,每组阳极添加细铝灰重量在110~130kg。在细铝灰表面覆盖破碎料、新鲜氧化铝。


(二)试验数据分析


试验开始前一天即3月9日,对试验槽所在工区电解槽,包括试验槽和非试验槽进行一次炉底压降测量,作为基础数据。试验开始后定期对试验槽炉底压降进行测量,观察炉底压降变化。试验期间还对原铝质量进行对比分析。


炉底压降变化

试验开始后每10天进行炉底压降测量,具体数据见下表1。试验电解槽在添加铝灰后,10次测量的炉底压降变化没有明显规律,与基础数据对比,有升高也有降低,部分电解槽出铝端压降降低、烟道端压降升高,但将10次测量的数据取平均值再与基础数据对比,则炉底压降均升高。排除测量误差,单从数据看,试验槽平均炉底压降呈升高趋势。

表1 试验槽炉底压降变化统计(mV)




由表1可知,试验期间,所有试验槽炉底压降平均值较基础数据(试验前)均有所上涨,到试验结束,增幅在10mV左右。而其它非试验槽在此期间炉底压降几乎没有变化,因此可推断,细铝灰添加试验期间,有不溶解杂质沉积到电解槽炉底,使炉底压降升高。


原铝质量变化

试验期间,对原铝中铁、硅含量分别进行统计,各实验槽在使用细铝灰后原铝铁含量和硅含量均呈上升趋势。但影响原铝质量的因素较多,本文用非试验槽作对比,发现没有使用细铝灰的电解槽试验同期原铝铁、硅含量也都呈上升趋势,但原铝硅含量上升幅度不如实验槽上升幅度大,试验槽涨幅高出约0.005%,具体数据见下表2。

表2 试验期间原铝硅含量平均值变化情况(%)




原铝铁含量影响因素较多,且所有实验槽都是老龄槽,故不能确认是由于使用铝灰导致原铝铁含量升高,详细数据见下表3。

表3 试验期间原铝铁含量平均值变化情况




试验期间根据原铝硅、铁含量变化情况,说明细铝灰使用对原铝铁含量影响不明显,对原铝硅含量影响较大,但并未影响到原铝品位。


细铝灰的保温效果分析

试验期间,对所有添加细铝灰的试验槽阳极钢爪温度进行测量,并选取相同数量的未添加槽作对比。测量钢爪温度均为新极更换48h后,即所有阳极均达到全电流生产状态。由于目前所有电解槽保温料高度均与阳极钢梁下沿平齐,故测量位置统一选择在最外侧钢爪钢梁往下2cm处。使用相同红外线测温仪以减少测量误差。由下表4的测量结果可见,试验槽与正常槽阳极钢爪温度差异较小,且没有明显规律,故可推断细铝灰的保温效果与破碎料基本相同。

表4试验期间48h阳极钢爪平均温度(℃)




(三)细铝灰回收去向


通过上述试验分析可知,细铝灰回收有以下三个去向:


部分可溶性成分进入到电解质中;

一些不溶性成分沉入到炉底,但随着回收完成后的持续生产,这些沉淀会反复溶解消耗;

阳极上的细铝灰进入到破碎料循环系统,反复使用。

由此完成对细铝灰的全部回收。


该公司目前每年产生约3400t细铝灰,若用在400kA系列全部358台电解槽上作阳极保温料进行回收,且每组阳极上添加120kg,每台槽24组阳极,三轮换极持续使用,则用量为24×3×0.12×358=3093t,换极周期32天,即可在三个月完成回收。且根据上述试验,电解槽在持续三个月使用细铝灰后,炉底压降和原铝质量均在合理变化范围内。由此可知,将细铝灰用作电解槽阳极保温料以达到回收的目的完全可行


同时,鉴于公司目前每年细铝灰的实际产量,若全部用作阳极保温料进行回收进入生产循环系统则可节约相同数量的氧化铝,按每年3400t计算,根据目前国内氧化铝的单价,则每年至少可节约800万左右的氧化铝成本,具有较好的经济效益。在实际生产中,条件允许的企业可尝试选择此法实现降本增效。