Der Kern der AluminiumElektrolyseIndustrie (die den HallHeroultVerfahren anwendet, d.h.Kryolit-Alumina-Schmelzsalz-Elektrolyseprozess) ist "Schmelzelektrolytsystem + Aluminiumrohstoffe + Hilfsreagenzien"Die erforderlichen Chemikalien drehen sich um die Elektrolytreaktion, die Regulierung der Elektrolyte, den Schutz von Geräten und die Entfernung von Verunreinigungen.Sie werden nach Funktion wie folgt sortiert (für den Außenhandel und die Produktion geeignet), in dem die Rolle, Spezifikation und der Hauptzweck jeder Chemikalie geklärt werden):
I. Kernrohstoffe (notwendig für die Elektrolyse, Bestimmung der Aluminiumleistung)
Solche Chemikalien bilden die Grundlage der Aluminium-Elektrolyseproduktion, nehmen direkt an der Reduktionsreaktion von Aluminium teil und sind die am häufigsten verbrauchte Kategorie im Produktionsprozess.Der Kern besteht aus aluminiumhaltigen Rohstoffen, die die Produktion von metallischem Aluminium unterstützt.
1. Aluminiumoxid (Al2O3)
Als Kernquelle für die Aluminium-Elektrolyse ist es der einzige Rohstoff für die Herstellung von metallischem Aluminium.mit einem Gehalt an Chemikalien von mehr als 90 GHTSpezifikationsanforderungen: Industriealuminiumoxid, Reinheit ≥ 98,5%, Zündverlust ≤ 1,0%, gleichmäßige Partikelgröße (20-80 Maschen), gute Flüssigkeit,leicht für die mechanisierte Zufuhr und Auflösung in geschmolzenem Salz. Funktion: Nach Auflösung im geschmolzenen Elektrolyt wird es durch Elektrolyse (Kernreaktion: 2Al2O3 → 4Al + 3O2↑) zu metallischem Aluminium reduziert.Seine Reinheit bestimmt unmittelbar die Qualität der Aluminiumbarren• Übermäßige Verunreinigungen verringern die Qualität von Aluminiumbarren.Damit ist es der wichtigste Rohstoff in der Aluminium-Elektrolyseindustrie.
II. Kernchemikalien für das Elektrolytsystem (Regulierung der Elektrolytbedingungen, Sicherstellung einer reibungslosen Reaktion)
Die elektrolytische Reaktion der Aluminium-Elektrolyse muss in einem geschmolzenen Elektrolyt durchgeführt werden.Verbesserung der Leitfähigkeit, und sind unverzichtbare Schlüsselreagenzien für den Elektrolyseprozeß, wobei Fluoridprodukte der Kern sind.
1. Kryolit (Na3AlF6)
Kernlösungsmittel des Elektrolytsystems, unersetzlich, für den größten Teil des Verbrauchs von Elektrolytchemikalien verantwortlich.Reinheit ≥ 98%, Fluorgehalt ≥ 53%, Natriumgehalt ≤ 32%, Feuchtigkeit ≤ 0,5%; in Granulat (gute Flüssigkeit, Staubfreiheit, geeignet für den mechanisierten Zellstart und die normale Produktion) und Pulverform (200-325 Maschen),geeignet für die herkömmliche Elektrolysehilfsergänzung) je nach Partikelgröße. Funktion: Aluminiumoxid auflösen, um einen geschmolzenen Elektrolyt aus Cryolit-Alumina zu bilden, wodurch die Schmelztemperatur von Aluminiumoxid von 2050°C auf 940°C bis 980°C verringert wird,erheblich reduziert den ElektrolyseverbrauchGleichzeitig verbessert es die Elektrolytleitfähigkeit, stabilisiert den Elektrolyseprozess, schützt die Kohlenstoffschicht der Elektrolytzelle und verbessert den Stromwirkungsgrad.so dass es das Kernlösungsmittel des Hall-Heroult-Verfahrens istDer weltweite jährliche Verbrauch von Cryolit beträgt etwa 700.000 Tonnen, von denen mehr als 90% in der Aluminium-Elektrolyseindustrie verwendet werden.Für jede Tonne Primäraluminium werden ca. 20-30 kg Kryolit verbraucht (nach Art der Elektrolytzelle angepasst).
2. Aluminiumfluorid (AlF3)
Ein wichtiger Regulator des Elektrolytsystems, der synergistisch mit Cryolit wirkt, und ein unverzichtbarer Zusatzstoff bei der Produktion von Aluminium-Elektrolyse.Aluminiumfluorid von industrieller/metallurgischer Qualität, Reinheit ≥ 98%, Fluorgehalt ≥ 61%, Feuchtigkeit ≤ 0,5%; für die Herstellung von hochwertiger Aluminium-Elektrolyse kann eine hochreine Qualität (Reinheit ≥ 99,5%) verwendet werden.Regulieren des Molarverhältnisses des geschmolzenen Salzsystems Cryolit-Alumina (Molarverhältnis von NaF zu AlF3), wobei sie innerhalb eines angemessenen Bereichs von 2,2−2 gesteuert wird.8, wodurch die Flüssigkeitstemperatur des Elektrolyten verringert, die Leitfähigkeit verbessert, die Anodeffektivität verringert und die Lebensdauer der Elektrolytzelle verlängert wird,und Verbesserung der Reinheit von Aluminiumflüssigkeit und ElektrolyseffizienzDer weltweite durchschnittliche Verbrauch von Aluminiumfluorid pro Tonne Primäraluminium beträgt etwa 1822 kg. In China werden aufgrund der Verwendung von Produkten aus dem nassen Verfahren und alten Elektrolytzellen durch einige UnternehmenDer durchschnittliche Verbrauch ist etwas höher, etwa 23 ‰ 25 kg/Tonne.
3. Hilfs-Elektrolyt-Regler (optional, zur Optimierung der elektrolytischen Leistung)
Gemäß den Arbeitsbedingungen der Elektrolytzelle und den Anforderungen des Produkts können eine kleine Menge Hilfsregulatoren hinzugefügt werden, um die Leistung des Elektrolyten weiter zu optimieren,Verringerung des Energieverbrauchs und Verbesserung der Effizienz:
- Natriumfluorid (NaF): Reguliert das Molekularverhältnis des Elektrolyten und ergänzt das Natriumelement, das hinzugefügt wird, wenn das Molekularverhältnis zu niedrig ist.
- Magnesiumfluorid (MgF2): Verringert die Flüssigkeitstemperatur des Elektrolyten, verbessert die Fluidität des Elektrolyten und verringert die Vapolierung des Elektrolyten Spezifikation: Reinheit ≥ 98%, Fluorgehalt ≥ 50%,Die Dosis pro Tonne Primäraluminium beträgt etwa 2-5 kg.
- Calciumfluorid (CaF2): Verbessert die Stabilität der Elektrolyte, verlängert die Lebensdauer der Elektrolytzelle und hemmt die Anodeffekte.Dosierung entsprechend der Skala der Elektrolytzelle angepasst.
III. Elektrodenverwandte Chemikalien (Elektrodenleistung gewährleisten, elektrolytische Reaktionen unterstützen)
Die Aluminium-Elektrolyse setzt auf Elektroden, um die Stromleitung abzuschließen.Solche Chemikalien werden zur Vorbereitung von Elektroden oder zum Schutz von Elektroden verwendet, um den stabilen Verlauf der Elektrolyse zu gewährleisten.
1. Rohstoffe für vorgebackene Anoden (Kohlenstoffanoden)
Vorgebackene Anoden sind die Kernelektroden (Anoden) der Aluminium-Elektrolyse.
- Erdölkoks: Kernrohstoff mit einer Reinheit von ≥ 98%, einem Schwefelgehalt von ≤ 0,5%, der zur Herstellung der Kohlenstoffmatrix der Anode und zur Gewährleistung der Leitfähigkeit verwendet wird.
- Pitch-Coke: Hilfsrohstoff, der zur Bindung von Erdölkokspartikeln und zur Verbesserung der Anodenfestigkeit verwendet wird.
- Steinkohle-Teerpitch: Bindemittel, das zur Bindung von Erdölkoks und Teer-Kokspartikeln verwendet wird Spezifikation: Steinkohle-Teerpitch der Klasse 1, Aschegehalt ≤ 0,3%.
2. Rohstoffe für Kathodenpaste (Kohlenstoffkathoden)
Bei der Herstellung der Kathode der Elektrolytzelle wird eine Kathodenpaste verwendet, um die Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit der Kathode zu gewährleisten.
- Graphitpulver: Verbessert die Kathodenleitfähigkeit. Spezifikation: Reinheit ≥ 95%, Partikelgröße 100-200 Maschen.
- Anthrazit: Kernrohstoff, festes Kohlenstoffgehalt ≥ 85%, Schwefelgehalt ≤ 0,3%, zur Herstellung der Kathodenpaste-Matrix verwendet.
- Steinkohle-Teerpiche: Bindemittel, das mit Graphitpulver und Anthrazit gemischt wird, um eine Form zu bilden, die gleichen Anforderungen wie Steinkohle-Teerpiche für vorgebackene Anoden.
IV. Hilfschemikalien (Ausrüstungsschutz, Unreinheitsentfernung, Sicherheitsschutz)
Solche Chemikalien nehmen nicht direkt an der Elektrolytreaktion teil, werden jedoch zur Gewährleistung der Produktionssicherheit, der Stabilität der Ausrüstung und der Produktqualität verwendet.und sind die Hilfsmittel für die Aluminium-Elektrolyseproduktion.
1. Geräte-Schutz und Korrosionsschutz
- Feuerfeste Hilfsstoffe: Für die Wartung der elektrolytischen Zellverkleidung verwendet, z. B. Natriumsilikat (Na2SiO3),die die Feuerfestigkeit und Dichtung der Auskleidung verbessert und Elektrolytlecks verhindert.
- Anti-Korrosions-Beschichtungsrohstoffe: Für die Korrosionsbekämpfung von Geräten rund um die Elektrolytzelle verwendet, z. B. Epoxidharz und Polyvinylfluoridharz,mit einer Dicke von nicht mehr als 0,05 mm,.
2. Chemikalien zur Entfernung von Unreinheiten und zur Behandlung von Rauchgasen
- Calciumhydroxid (Ca ((OH) 2)): Wird zur Entschwefelung und Defluorisierung von Rauchgasen verwendet und entfernt Wasserstofffluorid (HF) und Schwefeldioxid (SO2), die während der Elektrolyse entstehen.Partikelgröße über 200 Maschen.
- Aktivkohle: Wird zur Adsorption schädlicher Verunreinigungen in Rauchgasen und zur Reinigung von Abgasen verwendet.
3. Sicherheits- und Hilfsmittel
- Schwefelsäure (H2SO4): Für die Reinigung und Anodisierung von Geräten verwendet.
- Natriumhydroxid (NaOH): Für die Abwasserneutralisierung und die Reinigung von Geräten verwendet.